Reduktion av motorljud i hytt Rottne skotare SOLID F9-6

Reduktion av motorljud i hytt Rottne skotare SOLID F9-6 Reduction of engine noise in cab Rottne forwarders SOLID F9-6 Växjö Juni 2005 Examensarbete nr: TD 051/2005 Anders Holm Lars Uddstrand Avdelningen för Teknik och Design

Förord Detta examensarbete har utförts på institutionen för teknik och design vid Växjö universitet under vårterminen 2005. Arbetet omfattar 10 poäng och ingår i högskoleingenjörsutbildningen i produktutveckling och industriell design. Arbetet innefattar ljudrekudtion i hytt på en skotare av modell SOLID F9-6 hos Rottne Industri AB Ett tack vill riktas till de som hjälpt till att genomföra detta arbete. Till Hans Honeth, kostruktör som varit en hjälpande hand vid mätningar och tester, till Börje Nilsson, matematiska och systemtekniska institutionen vid Växjö universitet för ett bra handledande. Tack även till Martin Nyström, tf konstruktionschef och Anders Börjesson på Experiment. Växjö, Juni 2005 ------------------------------ ------------------------------ Anders Holm Lars Uddstrand

Organisation/Organization VÄXJÖ UNIVERSITET Instutitionen för teknik och design Växjö University School of Technology and Design Dokumenttyp/ Type of document Examensarbete/ Diploma work Titel och undertitel/title and subtitle Reduktion av motorljud i hytt - Rottne skotare SOLID F9-6 Författare/Authors Anders Holm Lars Uddstrand Handledare/Tutor Börje Nilsson Reduction of engine noise in cab - Rottne forwarders SOLID F9-6 Sammanfattning Detta examensarbete har genomförts på och behandlar hur ljudnivån i hytten på en skotare av typen Solid F9-6 kan sänkas med enkla dämpningsåtgärder. Vi har konstaterat att vid låga varvtal kan stomljud uppstå, samt att luftisolation är mindre effektivt vid låga varvtal. Vid något högre varvtal är det luftburna ljudet dominant och kan dämpas genom isolation. Det ljud som har identifierats som dominerande på skotaren emitteras från motorns kylfläkt, cylindrarnas tryckfluktuationer och arbetande hydraulik. För att förhindra luftburet ljud från att komma in i hytten tätades områden i takutrymme, vid kabelingång under hytt, samt luftcirkulationshål, vilket gav en ljudreduktion med 1,4 db. En ytterligare åtgärd för att dämpa ljudnivån i hytten är att höja tomgångsvarvtalet från 800 rpm till 930 rpm, vilket ger en reduktion av ljudnivån med 1,1 db. Rapporten ger även förslag på områden som kan undersöka vidare för fortsatta akustiska dämpningar. Det område som är viktigast att åtgärda är fläkten, som utgör en stor källa till ljud. Nyckelord Ljudreduktion,, Skotare, SOLID F9-6, Dämpning, hytt Abstract This dissertation examines how engine noise inside the cab of a forwarder can be reduced with simple measures. It has been conducted in collaboration with, a Swedish manufacturer of logging machinery. Tests have been performed on :s forwarder SOLID F9-6. We have found that most of the noise originates from the frame and that isolation from airborne noise is less effective at a low level of revolution. At a higher level of revolution airborne noise is dominant and can be reduced with isolation. The cooling fan, the engine cylinders and the hydraulic system were identified as dominating sources of noise. To reduce the airborne noise inside the cab, areas in the roof area, by the cable entrance under the cab and by one of the ventilation holes were isolated. This isolation reduced the level of noise inside the cab with 1,4 db. Another way of reducing noise inside the cab is to increase the motor idling from 800 rpm to 930 rpm. By doing so the noise is reduced by 1,1 db. In the report we propose fields that are relevant for further investigation in order to reduce noise even more. The most important source of noise to correct is the cooling fan. Key words Sound reduction,, forwarder, SOLID F9-6, isolation, cab Utgivningsår/Year of issue 2005 Internet/www http://www.vxu.se/td Språk/ Language Svenska/Swedish Antal sidor/number of pages 48

Sammanfattning Detta examensarbete har genomförts på och behandlar hur ljudnivån i hytten på en skotare av typen Solid F9-6 kan sänkas med enkla dämpningsåtgärder. Vi har konstaterat att vid låga varvtal kan stomljud uppstå, samt att luftisolation är mindre effektivt vid låga varvtal. Vid något högre varvtal är det luftburna ljudet dominant och kan dämpas genom isolation. Det ljud som har identifierats som dominerande på skotaren emitteras från motorns kylfläkt, cylindrarnas tryckfluktuationer och arbetande hydraulik. För att förhindra luftburet ljud från att komma in i hytten tätades områden i takutrymme, vid kabelingång under hytt, samt luftcirkulationshål, vilket gav en ljudreduktion med 1,4 db. En ytterligare åtgärd för att dämpa ljudnivån i hytten är att höja tomgångsvarvtalet från 800 rpm till 930 rpm, vilket ger en reduktion av ljudnivån med 1,1 db. Rapporten ger även förslag på områden som kan undersöka vidare för fortsatta akustiska dämpningar. Det område som är viktigast att åtgärda är fläkten, som utgör en stor källa till ljud. Abstract This dissertation examines how engine noise inside the cab of a forwarder can be reduced with simple measures. It has been conducted in collaboration with, a Swedish manufacturer of logging machinery. Tests have been performed on Rottne Industri AB:s forwarder SOLID F9-6. We have found that most of the noise originates from the frame and that isolation from airborne noise is less effective at a low level of revolution. At a higher level of revolution airborne noise is dominant and can be reduced with isolation. The cooling fan, the engine cylinders and the hydraulic system were identified as dominating sources of noise. To reduce the airborne noise inside the cab, areas in the roof area, by the cable entrance under the cab and by one of the ventilation holes were isolated. This isolation reduced the level of noise inside the cab with 1,4 db. Another way of reducing noise inside the cab is to increase the motor idling from 800 rpm to 930 rpm. By doing so the noise is reduced by 1,1 db. In the report we propose fields that are relevant for further investigation in order to reduce noise even more. The most important source of noise to correct is the cooling fan. i

Innehåll 1 Bakgrund... 1 1.1 Företagspresentation...1 1.2 Presentation av SOLID F9-6...1 2 Problemformulering... 2 3 Syfte... 2 3.1 Avgränsningar...3 4 Teoretisk referensram... 3 4.1 Ljud...3 4.2 Vibrationer...3 4.3 Luftburet ljud och stomljud...4 4.4 A-filter...4 5 Metod... 5 5.1 Identifiering av ljudkällor...6 5.2 Identifiering och dämpning av ljudläckage...7 5.3 Mätning på hydrauliktank...8 6 Resultat... 8 6.1 Identifiering av ljudkällor...8 6.1.1 Totalt ljudtryck...8 6.1.1.1 Analys...9 6.1.2 Frekvensanalys...10 6.1.2.1 Analys... 14 6.1.3 Varvtalsintervall...15 6.1.3.1 Analys... 16 6.2 Identifiering och dämpning av ljudläckage...16 6.2.1 Beskrivning av läckage och absorbenter...16 6.2.2 Successiv elimination av dämpning...18 6.2.2.1 Analys... 19 6.2.3 Direkt genomförbara dämpningsåtgärder...20 6.2.3.1 Analys... 22 6.3 Resultat från mätning på hydrauliktank...22 6.3.1 Analys...23 7 Slutsats... 24 i

Figurförteckning Figur 1 Solid F9-6...2 Figur 2 Massa, fjäder system...3 Figur 3 Luftburet och stomburet ljud (Scania, 1991)...4 Figur 4 A-filter (Bodén et al., 1999)...5 Figur 5 Uppställning av mätinstrument...6 Figur 6 Totala ljudtrycket i dba vid de olika varvtalen...9 Figur 7 Tersbandsnivåer vid 800 rpm...11 Figur 8 Tersbandsnivåer vid 1300 rpm...11 Figur 9 Tersbandsnivåer vid 1500 rpm...12 Figur 10 Tersbandsnivåer vid 1750 rpm...13 Figur 11 Absorbentens avstånd från en reflektionsyta (Scania, 1991)...14 Figur 12 Mätning i standardutförande...15 Figur 13 Numrering av dämpade områden...16 Figur 14 Beskrivning av hyttak...17 Figur 15 Successiv borttagning av absorbenter vid 1330 rpm...18 Figur 16 Elimination av absorbenter...19 Figur 17 Ventilationsrör...20 Figur 18 Genomförbar dämpning...21 Figur 19 Addition av absorbenter...21 Figur 20 Totala ljudtrycket...22 Figur 21 Dämpning av hydrauliktank...23 Tabellförteckning Tabell 1 Lp Atot vid olika utföranden...9 Tabell 2 Dämpning vid olika utföranden...9 Tabell 3 Varvtalsintervall...15 Tabell 4 Trycksatt hydraulik...23 ii

1 Bakgrund har under sina 50 år expanderat på världsmarknaden. För att bibehålla marknadsandelar måste företagets produkter motsvara kundernas höjda krav. Företaget upplever att faktorer såsom ljudnivå och komfort med tiden har blivit viktigare att ta hänsyn till i produktutvecklingsprocessen. Gränsen mellan personbil och skogsmaskin är idag mer flytande än tidigare. Det bidrar till att kunden inte längre nöjer sig med att maskinen möter uppsatta arbetsmiljökrav för skogsmaskiner. Kunderna jämför känslan av att köra en skogsmaskin med känslan av att köra en bil, vilket ställer nya krav på skogsmaskinerna. Låg ljudnivå kan vara avgörande vid köp och har blivit en stark konkurrensfaktor för producenterna (H. Honeth, personlig kommunikation, 2005-04-24). Det är därför viktigt för företaget att få en ökad kunskap inom akustik, samt att lära sig hur olika ljud kan lokaliseras och dämpas. Denna rapport behandlar lokalisering och reduktion av ljud som leds in i hytten på en skotare av typ SOLID F9-6, samt föreslår åtgärder för att hindra detta. 1.1 Företagspresentation grundades 1955 av Börje Karlsson, då han hade konstruerat den första kranen som kunde lasta timmer i skogen. Den kom att kallas Börjekranen och drevs med hjälp av bakaxeln på en traktor. Företaget hette till en början Börjes Mekaniska, men bytte 1982 namn till. Under årens gång har många skogsmaskiner lämnat. Börjekranen har med tiden vidareutvecklats till både skördare som fäller skog och skotare som plockar upp och transporterar timret ut ur skogen. Idag säljer maskiner över hela världen och all tillverkning sker fortfarande inom förtaget. har i dagsläget 250 anställda och omsätter ca 360 miljoner kronor per år (, 2005). 1.2 Presentation av SOLID F9-6 Skotares uppgift är att samla upp och transportera det timmer som skördaren sågat ner. Maskinen kör ofta mellan fällningsplatsen och en uppsamlingsplats där lastbilar kan plocka upp timret för vidare transport. Toppfarten är 25 km/h. Vid längre transporter mellan avverkningsområden transporteras skotaren med hjälp av lastbil. Skotaren SOLID F9-6 driver både kran och framdrift med hjälp av hydraulik, vilket ger den en jämnare gång över svår terräng. SOLID F9-6 är den minsta maskinen i skotarfamiljen och lämpar sig bra vid gallring då den lätt kan komma åt mellan träden. A. Holm & L. Uddstrand 1

Figur 1 Solid F9-6 2 Problemformulering vill sänka ljudnivån i hytten på sina skogsmaskiner. Då ingen kartläggning av ljud har utförts tidigare finns följande hypoteser om hur ljud i motorrummet tar sig in i hytten. Bristande ljudisolering kring motorutrymme och hydraulik. Resonans i chassidetaljer. Avgasrörets placering. Dessutom: Kylfläktens höga ljudalstring. 3 Syfte Syftet med vårt examensarbete är att studera och kartlägga hur ljud från motorrum tar sig in i hytten på en skotare av typ SOLID F9-6. Kartläggningen ska resultera i rekommendationer om dämpningsåtgärder och även ge förslag till fortsatta mätningar. Vi ska dessutom ta fram ett tillvägagångssätt med ett antal checklistor som Rottne Industri AB kan använda för att utföra liknande mätningar på egen hand. Genom detta examensarbete vill vi öka :s kunskap om SOLID F9-6s akustiska egenskaper, samt förmedla ny kunskap inom akustik. A. Holm & L. Uddstrand 2

3.1 Avgränsningar Kylfläkten är en stor källa till ljud i motorutrymmet som genererar en höjd ljudnivå i hytten. Fokus kommer ej att läggas på fläkten i denna rapport. Vi kommer inte att behandla hur ljudet tar sig in i hytten via chassiet. Inte heller invändig dämpning i hytten avhandlas i vår rapport. Mätningar har inte genomförts efter standard SS-ISO 6394, då vi endast har varit intresserade av skillnaden i ljudtryck. 4 Teoretisk referensram Den här rapporten behandlar delar av området akustik. I följande kapitel redogör vi för de grundbegrepp som används i rapporten för att läsaren ska kunna sätta sig in i sammanhanget. 4.1 Ljud Akustik kan beskrivas som läran om ljud och vibrationer. Till ljud räknas idag inte bara den vågrörelse i luft som kan uppfattas av hörsel, utan även lågfrekvent ljud (infra) och högfrekvent ljud (ultra) som inte ger hörselupplevelser. När det gäller fasta material talar man om vibrationer eller strukturburet ljud (Bodén, Carlsson, Glav, Wallin & Åbom, 1999). I maskin- och fordonsakustiken beskrivs enligt Bodén et al. (1999) vilka åtgärder som kan vidtas för att få tystare och mer vibrationsfria maskiner, fordon och processer. Det kräver kunskap om hur ljud och vibrationer uppstår och på vilket sätt detta hänger samman med fysikaliska parametrar, såsom strömningshastigheter, massor, styvheter, förluster och geometrier. Författarna påpekar vidare att den vanligaste orsaken till att ljud uppkommer i tekniska sammanhang är att en i tiden varierande kraft sätter en mekanisk struktur i vibrationer (Bodén et al., 1999, s. ii). 4.2 Vibrationer Vibrationer är svängningsrörelser som uppstår i ett system. Ett enkelt System kan beskrivas som en fast massa som är förbunden med en fastsatt fjäder. Då massan utsätts för en excitationskraft kommer systemet i svängning. Figur 2 Massa, fjäder system A. Holm & L. Uddstrand 3

Om frekvensen hos excitationskraften överensstämmer med systemets egenfrekvens uppstår en situation som kallas resonans. I teorin för denna enkla modell kan amplituden gå mot oändligheten, men på grund av friktionskrafter kommer amplituden att dämpas för en mer verklig modell. Bodén et al. (1999) skriver att vibrationsisolering syftar till att hindra vågens utbredning genom att förändringar i mediet införs längs dess utbredningsväg. Dessa förändringar uppnås vanligen genom att ett väsentligt vekare element med lägre styvhet än omgivande delar införs. 4.3 Luftburet ljud och stomljud Luftburet ljud är ljud som alstras vid en källa och därefter går som ljudvågor genom luften till mottagaren. Stomljud kommer däremot in som mekaniska svängningar via hyttupphängningen (Scania, 1991). Nedan visas vid vilka frekvenser de olika typerna av ljud oftast förekommer. Figur 3 Luftburet och stomburet ljud (Scania, 1991) Ljudnivåmätare Vid mätningar av ljud används en ljudnivåmätare som registrerar förändringar i atmosfärstrycket och mäts i decibel relaterat 2 10-5 Pascal (Pa). Örat är känsligt för dessa tryckförändringar. Ett normalt tal på bara någon meters avstånd innebär exempelvis bara ett ljudtryck på några hundradels Pa (Bodén, et al., 1999, s.3) Människan kan uppfatta ljud inom frekvensområdet 20 20 000 Hz och ljudtrycksnivåområdet 0 130 db. (Akselsson, Bohgard, Johansson & Swensson, 1997) 4.4 A-filter Vid mätningarna används A-filter. Ett A-filter ger mätvärden som stämmer mer överens med hur människan uppfattar ljudet. Figuren nedan visar A-filtrets korrigering av ljudtrycksnivån. A. Holm & L. Uddstrand 4

Figur 4 A-filter (Bodén et al., 1999) 5 Metod Mätningarna utfördes i styrhytten på en skotare av typen SOLID F9-6 i två omgångar. Vid första tillfället lokaliserades möjliga ljudkällor. Ljudet som fångades upp i hytten klassificerades som direkt ljud via luften eller som stomburet. Andra tillfället ägnades åt att försöka hitta läckor i hytten där ljud kan ta sig in, samt åt att undersöka hur mycket ljud som alstras av hydrauliktanken. För att mäta ljudtrycket användes en ljudnivåmätare av modell Norsonic 118. Instrumentet registrerar förändringar i atmosfärstrycket vid olika frekvenser. Norsonic 118 är kalibrerad med Norsonic kalibrator typ 1251, IEC 60942-2003, klass 1. När en mätning genomförs ställs mättiden in och resultatet är ett medelvärde av samtliga mätningar som instrumentet utför under den angivna tiden. För att hitta läckor i hytten användes en referensljudkälla från Brüel & Kjær HP1001 med en förstärkare av modell 4205 från samma företag. Referensljudkällan sänder ut ljud i ett brett spektrum mellan 100 Hz och 10 khz. Som dämpningsmaterial har vi använt mattor av regenererat kallskum av polyester med en densitet på 75-100 kg/m 3 beroende på tjocklek, samt bitumenmattor för att öka massan och absorbera energi. Vi har valt att titta på ljudtrycksnivån i hertzband mellan 25 Hz och 20,0 khz med A-filter. För att kunna jämföra resultaten måste alla mätningar ha genomförts under samma förutsättningar. Ljudnivåmätarens placering och omgivning ska vara så lika som möjligt då testerna utförs. En ändring av geometrin i mätområdet får ljudet att ändra riktning och resultaten kan då inte ställas i förhållande till varandra. Mätningarna genomfördes inne i experimenthallen och skollokalen hos. Då mätningar utfördes vid olika dagar har flera checklistor utarbetats för att minska risken för varierande förutsättningar. Check- A. Holm & L. Uddstrand 5

listorna är bifogade i bilaga 1 och bilaga 2 och kan användas om företaget i framtiden vill utföra liknande tester. Ljudnivåmätaren var monterad på ett fäste någon decimeter ovanför höger armstöd enligt bilden nedan. Figur 5 Uppställning av mätinstrument När referensljudkällan användes placerades denna på förarplatsen så nära mätinstrumentets ursprungliga position som möjligt. 5.1 Identifiering av ljudkällor För att få en bra överblick över vilka ljudkällor som var dominanta samt vilket sorts ljud som förekom sattes skotaren upp i olika utföranden där olika delar av motorrummet var dämpade eller bortkopplade. Om en stor dämpning erhölls då en komponent var absorberad med mattor kunde det konstateras att denna komponent gav ifrån sig mestadels luftburet ljud. Utförandena var: Standardutförande: Inget modifierat. Denna mätning användes som referens. Mättiden sattes till 60 sekunder Absorbenter i motorrum: 5,5 och 3,5 cm mattor placerades i motorrummet, över motorhuv, under hytt samt mellan hydrauliktank och hytt. Genom detta utförande eliminerades det luftburna ljudet. Bromssystemet trycksattes med ojämna mellanrum, för att undvika att få in detta ljud i mätningen kortades mättiden till 30 sekunder. Endast bortkopplad kylfläkt: Helt i standardutförande fast med kylfläkten bortkopplad. Med detta utförande tydliggörs hur mycket ljud fläkten alstrar. För att undvika att motorn skulle överhettas sattes mättiden till 20 sekunder A. Holm & L. Uddstrand 6

Absorbenter i motorrum och bortkopplad kylfläkt: Samma utförande som ovan. Även här sattes mättiden till 20 sekunder Avskärmat avgasrör och bortkopplad kylfläkt: Här används en 5,5 cm matta som lades mellan avgasröret och den främre rutan. Denna mätning visar hur mycket ljud avgasröret ger ifrån sig. Mättid 20 sekunder Varje utförande kördes vid fyra olika varvtal: tomgång 800 rpm 1300 rpm 1500 rpm 1750 rpm 5.2 Identifiering och dämpning av ljudläckage Utifrån den första mätningens resultat, då det visade sig att det mesta ljudet var luftburet, beslutades att fortsatta mätningar skulle fokusera på att hitta ljudläckage in i hytten. Vid följande tester har en skotare som har gått 500 timmar använts. Utförandet är något annorlunda, då denna har en ljusramp på taket och takfönster. På denna skotare var en tunn ljudisolerande matta monterad på väggen mellan motorrum och hytt. Om inget annat anges är denna matta monterad under de olika utförandena. Skotaren flyttades under dessa försök mellan två olika lokaler hos, från experimenthallen till skollokalen. Lokalerna är storleksmässigt likvärdiga, men i skollokalen placerades skotaren något närmare en vägg. Förberedande test Då ljudet i hytten ändrades när varvtalet ökades valde vi att genomföra en mätning på skotaren i standardutförande vid tätare varvtal än i kapitel 3.1. Här valdes 800, 930, 1300, 1330, 1500, 1700 samt 1750 rpm. Efter denna mätning påbörjades identifiering av ljudläckage. Metod för läckageidentifiering Mätningen genomfördes genom en speciell metod som bygger på att de flesta akustiska system är reciproka. Med detta menas att om ljudkälla och ljudmottagare byter plats med varandra blir resultatet ett system som är nära besläktat med det ursprungliga. Genom att använda en referensljudkälla inuti hytten och sedan scanna av hytten på utsidan med en ljudnivåmätare kunde läckage lätt upptäckas. Referensljudkällan placerades på förarstolen under mätningarna och genererade ett ljudtryck på 100dB 10 cm ifrån högtalaren. Avsökning på utsidan av hytten genomfördes med ljudnivåmätaren ca 3 cm från hytten. De områden på hytten där mycket ljud läckte ut markerades med tejp och den uppmätta totala ljudtrycksnivån noterades på tejpen. Detta utfördes på hyttens samtliga sidor. De identifierade läckorna tätades och uppmättes på nytt för att se hur stor effekt dämpningen medfört. A. Holm & L. Uddstrand 7

För att ta reda på om dämpningen av läckorna gav någon verklig effekt placerades ljudtrycksmätaren i hytten och motorn arbetande på varvtalet 1330 rpm. Därefter mättes ljudet inuti hytten. För att undersöka hur mycket ljud som transmitterades genom de stora fönsterrutorna spändes dessa upp med stöttor. Även avgasröret dämpades med en 5,5 cm tjock matta mellan avgasrör och framruta. Absorbenterna plockades sedan successivt bort varefter en mätning gjordes av det aktuella ljudtrycket i hytten till dess att skotaren kunde mätas odämpad. Det minst dämpade området med lägst ljudnivå plockades bort först för att inte ett område som släpper in mer ljud skulle överrösta de efterföljande. Efter att alla absorbenter plockats bort bestämdes att ett försök skulle genomföras som syftade till att lägga till de dämpningar som är mest lämpliga att genomföra på en befintlig maskin. Dämpningsåtgärder lades till i följande ordning: tak, lister, motorrum och stängt luftutblås. Avsikten var att se hur mycket varje åtgärd dämpade ljudet i hytten. 5.3 Mätning på hydrauliktank Mätningar utfördes på hydrauliktanken för att undersöka om den skapar luftburet ljud. Under mätningarna var mätutrustningen placerad i hyttens främre del och riktad bakåt mot kranen. Motorn arbetade på arbetsvarvtalet 1330 rpm och hydrauliksystemet var trycksatt, genom att gripfunktionen pressades till sitt ändläge och hölls konstant under mätningens 20 sekunder. Första mätningen avlästes utan absorbenter. Nästa mätning mättes med hydrauliktanken dämpad mot hytten med 5,5 cm tjocka polyestermattor. Under den sista avläsningen lades ett extra lager bitumenmatta under isoleringen. 6 Resultat I detta kapitel presenteras data som samlats in på. För att rapporten ska hänga samman efterföljs varje presenterat resultat av en analys. Analysdelarna diskuterar de resultat som framkommit under försöken och beskriver hur ljudnivån inne i hytten kan reduceras. 6.1 Identifiering av ljudkällor 6.1.1 Totalt ljudtryck Mätresultaten nedan visar det totala ljudtrycket i Lp Atot vid de olika utförandena. A. Holm & L. Uddstrand 8

Totalt ljudtryck dba 74 72 70 68 66 64 62 60 58 56 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 rpm Standardutförande Endast bortkopplad kylfläkt Avskärmat avgasrör och bortkopplad kylfläkt Absorbenter i motorrum Absorbenter i motorrum och bortkopplad kylfläkt Figur 6 Totala ljudtrycket i dba vid de olika varvtalen Utförande 800 1300 1500 1750 rpm Standardutförande 60,5 67,0 72,1 72,6 Absorbenter i motorrum 59,3 64,1 67,3 66,6 Endast bortkopplad kylfläkt 60,7 64,2 66,3 66,2 Absorbenter i motorrum och bortkopplad kylfläkt 59,3 61,8 64,9 61,9 Avskärmat avgasrör och bortkopplad kylfläkt 61,1 63,8 66,6 65,7 Tabell 1 Lp Atot vid olika utföranden Genom att sätta ljudtrycksnivån i standardutförandet till noll i tabell 2 kan man lättare se värdet av den uppnådda dämpningen vid de olika utförandena. Utförande 800 1300 1500 1750 rpm Standardutförande 0 0 0 0 Absorbenter i motorrum -1,2-2,9-4,8-6 Endast bortkopplad kylfläkt 0,2-2,8-5,8-6,4 Absorbenter i motorrum och bortkopplad kylfläkt -1,2-5,2-7,2-10,7 Avskärmat avgasrör och bortkopplad kylfläkt 0,6-3,2-5,5-6,9 Tabell 2 Dämpning vid olika utföranden Det kan konstateras att en dämpning var möjlig då absorberande mattor användes, vilket innebär det att det dominerade ljudet är luftburet och att stomljud inte är lika dominant. 6.1.1.1 Analys Dämpningen från resultatet i kapitel 6.1.1 visas i figur 6. Det totala ljudtrycket i dba vid de olika varvtalen ger en klar bild över vilka olika typer av ljudkällor som är dominerade på skotaren. Resultatet visar även tydligt att det är det luftburna ljudet som är dominant och LpAtot dämpning db A. Holm & L. Uddstrand 9

att det stomburna ljudet inte är dominant. Samt att stora förändringar är möjliga att genomföra när det gäller att sänka ljudnivån både i och utanför hytten. Det går tydligt att urskilja att med absorbenter i motorrum och med en bortkopplad kylfläkt sänks ljudnivån kraftigt, speciellt från de högre varvtalen. För att man ska erhålla en större effekt bör man i första hand koncentrera sig på att dämpa det luftburna ljudet. Standardutförande Då skotaren kördes i standardutförande ökades det totala ljudtrycket med ökat varvtal. Vid 1500 rpm avviker dock värdet och en högre ljudnivå kan identifieras (se figur 6 ovan). Orsaker till detta fenomen kan vara resonans, då liknande dämpning inträffar med de olika dämpningsförfarandena. Motor och hydraulik luftisolerad När motorn och hydrauliken var luftisolerad kunde en tydlig dämpning avläsas. Dämpningen ökade i takt med varvtalet och vid 1750 rpm uppmättes en dämpning på 6 db. Värdet ska inte tolkas alltför bokstavligt då absorbenterna i motorrummet inte bara dämpade det direkta ljudet från motorn utan även ändrade fläktens arbetssätt, vilket sänkte ljudnivån ytterliggare. Mätningen ger ändå ett bra riktvärde på hur mycket luftisolering av hytten dämpar det totala ljudtrycket. Bortkopplad kylfläkt Då kylfläkten kopplats bort från motorn uppmättes nästan samma dämpning som absorbenterna i motorn åstadkom, vilket innebär att fläkten är en stor ljudkälla som behöver åtgärdas för att möjliggöra en sänkt ljudnivå i och utanför skotaren väsentligt. I kapitel 6.1.2.1 diskuteras åtgärder och analys kring fläkten mer ingående. Bortkopplad kylfläkt samt absorbenter i motorutrymme och hydraulik Vid bortkoppling av kylfläkt samt absorbenter i motorutrymme och hydraulik erhölls en stor reduktion på 10,7 db. Intressant att nämna i sammanhanget är att en ökning med 8-10 db(a) upplevs som en fördubbling av hörselintrycket (Akselsson et al., 1997, s. 88). Avskärmat avgasrör och bortkopplad kylfläkt Ett avskärmat avgasrör och bortkopplad kylfläkt medförde en liten dämpning på 0,5 db i jämförelse mot bara bortkopplad kylfläkt. Det är möjligt att dämpning av avgasröret är en viktig del att undersöka vidare när större ljudkällor så som motorljud har minskats. 6.1.2 Frekvensanalys Diagram för respektive varvtal upprättades för att mer ingående undersöka vilka ljudtrycksnivåer som var störst, samt för att med hjälp av frekvensbandens uppbyggnad kunna tolka de tidigare resultaten från kapitel 6.1.1 mer ingående. Man kan tydligt se de periodiska tryckfluktuationer som uppstår i cylindrarna till förbränningsmotorer på grund av förbränningsförloppet. På en fyrcylindrig fyrtaktsmotor finner man de fyra lägsta tonerna genom att multiplicera motorns varvtal per sekund med 2, 4, 6 respektive 8. A. Holm & L. Uddstrand 10

800 rpm 60 50 40 dba 30 20 10 0-10 25 Hz 40 Hz 63 Hz 100 Hz 160 Hz 250 Hz 400 Hz 630 Hz 1.0 k 1.6 k 2.5 k 4.0 k 6.3 k 10.0 k 16.0 k Hz Standard Absorbent och bortkopplad kylfläkt M atta mellan avgasrör och ruta, kylfläkt bortkopplad Absorbent i motorrum Bortkopplad kylfläkt utan absorbenter Bakgrunds ljud Figur 7 Tersbandsnivåer vid 800 rpm Tydliga toppar från förbränningsförloppet syns i tersbanden vid 25 och 50 Hz. 1300 rpm 70 60 50 40 dba 30 20 10 0-10 25 Hz 40 Hz 63 Hz 100 Hz 160 Hz 250 Hz 400 Hz 630 Hz 1.0 k 1.6 k 2.5 k 4.0 k 6.3 k 10.0 k 16.0 k Hz Standard Absorbent och bortkopplad kylfläkt Skydd mellan avgasrör och ruta, kylfläkt bortkopplad Absorbent i motorrum Bortkopplad kylfläkt utan absorbenter Bakgrunds ljud Figur 8 Tersbandsnivåer vid 1300 rpm A. Holm & L. Uddstrand 11

Tydliga toppar från förbränningsförloppet syns vid 40 och 80 Hz. Värt att notera är att fläkten kan ses mellan 80 och 400 Hz vid detta varvtal. 1500 rpm 70 60 50 40 dba 30 20 10 0-10 25 Hz 40 Hz 63 Hz 100 Hz 160 Hz 250 Hz 400 Hz 630 Hz 1.0 k 1.6 k 2.5 k 4.0 k 6.3 k 10.0 k 16.0 k Hz Standard Absorbent och bortkopplad kylfläkt M atta mellan avgasrör och ruta, kylfläkt bortkopplad Absorbent i motorrum Bortkopplad kylfläkt utan absorbenter Bakgrunds ljud Figur 9 Tersbandsnivåer vid 1500 rpm Vid detta varvtal kan man se förbränningsförloppet vid 50 och 125 Hz. Fläktens framträdande blir tydligare vid högre varvtal. Vid 1500 rpm utmärker sig fläkten mellan 125 1kHz. A. Holm & L. Uddstrand 12

1750 rpm 70 60 50 40 dba 30 20 10 0-10 25 Hz 40 Hz 63 Hz 100 Hz 160 Hz 250 Hz 400 Hz 630 Hz 1.0 k 1.6 k 2.5 k 4.0 k 6.3 k 10.0 k 16.0 k Hz Standard Absorbent och bortkopplad kylfläkt M atta mellan avgasrör och ruta, kylfläkt bortkopplad Absorbent i motorrum Bortkopplad kylfläkt utan absorbenter Bakgrunds ljud Figur 10 Tersbandsnivåer vid 1750 rpm I detta diagram kan man se förbränningsförloppet vid 50 och 100 Hz, men även här finns ljud som är betydligt starkare bland annat ljud från fläkten utmärker sig mellan 200 och 400 Hz. Diagrammet visar att kurvorna för respektive utförande följer varandra ganska väl. Standardutförande Med skotaren i standardutförande kan konstateras att med A-vägning dominerar ljudtrycket mellan 200 och 1000 Hz under de uppmätta varvtalen. Ett undantag är vid 800 rpm då cylindrarnas förbränningsförlopp mycket tydligt kan ses vid 25 Hz. Absorbenter i motorrum Med absorbenter i motorrum och hydraulik kunde en sänkning främst erhållas mellan 400 och 1600 Hz. Absorbenterna i motorrummet bidrog också till en ökning av ljudtrycket i frekvensbandet 100 Hz. Absorbenter och bortkopplad kylfläkt Vid mätningarna enligt tabell 2 (Dämpning vid olika utföranden) visade sig fläkten vara en betydande källa till ljud. Då den kopplades bort uppmättes en ljudreduktion på 6,4 db vid 1750 rpm. Kylfläkten är ett område som bör arbeta vidare med, på egen hand eller genom fortsatta examensarbeten. Bortkopplad kylfläkt och absorbent Då kylfläkten är bortkopplad och absorbenter används samverkar de båda åtgärderna, vilket sänker ljudnivån i hytten drastiskt. A. Holm & L. Uddstrand 13

Absorberande matta mellan avgasrör och framruta samt bortkopplad kylfläkt Vid detta utförande uppmättes en liten minskning av ljudtrycket vid 100 Hz under alla varvtal, förutom vid 1500 då tryckfluktuationen från cylindern går igenom all dämning i detta frekvensband. Här märks däremot en liten minskning vid 1 till 2,5 khz och en ökning vid 250 Hz. Bakgrundsljud Bakgrundsljudet är uppmätt inifrån skotaren med ett utsug kopplat till avgasröret. 6.1.2.1 Analys Absorbenter i motorrum För att ge läsaren en bättre bild över de dämpande mattornas effekt och användningsområde redogör vi nedan för hur dämpningsmaterialen påverkar ljudvågor. En ljudvåg som möter en reflektionsyta ställer automatiskt in sig på att partikelhastigheten är noll vid ytan. Det innebär att partikelhastigheten är maximalt en fjärdedels våglängd från ytan. När partiklarna rör sig i den porösa absorbenten skapar friktionsförlusten energiförlust eller absorption. Därför bör absorbenten placeras så nära en fjärdedel av våglängden från reflektionsytan som möjligt. I praktiken betyder det att absorbenten ska ligga så långt från den reflekterande ytan som möjligt (Scania, 1991). Figur 11 Absorbentens avstånd från en reflektionsyta (Scania, 1991) Dämpande mattor i motorrummet bör alltså vara anpassade för den aktuella ljudkällan. Figur 8 visar ett tydligt exempel på detta, då två mattor som tillsammans är 10 cm tjocka används - dels den befintliga och dels den nya mattan. Enligt Scania (1991) ska dämpningen vara som störst vid en fjärdedel av våglängden (λ). Beräkningar på detta återfinns i bilaga 3. Störst dämpning uppmättes med en 10 cm tjock matta vid frekvensen 850 Hz, vilket överensstämmer bra med dämpningen i figur 8. För att skräddarsy dämpningen i motorutrymmet bör isoleringen dimensioneras efter de frekvenser som avger störst ljudtryck. Det kan dock vara svårt att dämpa cylindrarnas luftburna ljud vid 80 Hz, då det kräver en absorbent på 1,06 m. A. Holm & L. Uddstrand 14

Isolering av motorrum I dag sitter motorrummet direkt angränsande mot hytten. Ett alternativ är att skilja motorrum och hytt med hjälp av en vägg in mot motorn samt ett dämpande material mellan motor och hyttvägg. Den främsta metoden att åstadkomma god ljudisolation är enligt Scania (1991) att göra skiljeväggen tung. I bilar eftersträvas lätta konstruktioner och därför byggs väggen upp som en dubbelvägg med två halvtunga skikt på ett visst avstånd från varandra med en mellanliggande absorbent. Ökat avstånd mellan väggarna ger ökad ljudisolation. Absorbenter och bortkopplad kylfläkt När fläkten arbetar på 1300 rpm enligt figur 7 återfinns dess högsta ljudtryck ungefär mellan frekvenserna 125 Hz till 500 Hz. Det beror på att de luftströmmar som orsakas av komponenter i motorutrymmet förändras av skovlarna, som slår till luftströmmen. Figur 8 visar enligt teorin om dämpning i motorutrymmet (se föregående stycke) att den 10 cm tjocka mattan inte dämpade med full effekt. Fläkten går med dessa frekvenser lätt igenom den befintliga dämpningen med sin våglängd mellan 2,72 m och 0,68 m. En möjlig åtgärd är att höja fläktens arbetsfrekvenser. Enligt Börje Nilsson (personlig kommunikation, 2005-05-23) kan detta ske med hjälp av att öka varvtalet på fläkten, öka antalet skovlar eller kombinera dessa två. Det medför att om fläktens övriga parametrar hålls konstant ger fläkten för mycket flöde, vilket kan åtgärdas genom att minska skovelvinkel, kordan (fläktbladets längd) eller skovelns profil. Ändringen av fläktens geometri kan ändra fläktens känslighet för störningar i flödet, och på så sätt ändra ljudalstringen. Denna ändring kan vara positiv eller negativ och måste därför undersökas mera. En annan åtgärd kan vara att bygga in fläkten i ett kontrollerat fläktrum där man har större kontroll på luftflödet. 6.1.3 Varvtalsintervall Mätning av tätare varvtalsintervall resulterade i följande kurva. Lp Atot 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 Varvtalsintervall 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 rpm Mätning med standardutförande utan sugfläkt Figur 12 Mätning i standardutförande Utförande 800 930 1300 1330 1500 1700 1750 rpm Standardutförande utan sugfläkt 63,5 62,4 65,2 66,6 69,5 67,5 70,2 Lp Atot Tabell 3 Varvtalsintervall A. Holm & L. Uddstrand 15

Ur diagrammet kan utläsas att ljudnivån inte ökar konstant. De två varvtalen 800 och 1700 rpm urskiljer sig. Vid 800 rpm uppmättes 1,1 db högre ljudnivå än vid 930 rpm, och vid 1700 uppmättes 2 db lägre ljudnivå än vid 1500 rpm. 6.1.3.1 Analys 800 rpm En teori om varför ljudnivån är högre vid 800 rpm jämfört med 930 rpm är att resonans bildas. En direkt åtgärd kan vara att ändra motorns tomgångsvarvtal till 930 rpm, vilket skulle ge en reduktion av ljudnivån med 1,1 db. 1500 till 1700 rpm Vid framdrift av skotare körs skotaren på 1500 rpm. Detta är ett område med högre ljudnivå än 1700 rpm. Ett förslag är att höja varvtalet för marschfart till 1700 rpm för att på så vis erhålla en lägre ljudnivå. En möjlig förklaring till att vissa varvtal avviker från en konstant ökning kan vara att dessa varvtal orsakar resonans i olika detaljer. Dessa toppar kan lokaliseras genom att göra tätare varvtalsmätningar och bör försvinna vid en liten varvtalsändring. 6.2 Identifiering och dämpning av ljudläckage 6.2.1 Beskrivning av läckage och absorbenter Efter undersökningen av hyttens läckage har följande områden hittats och dämpats. Figurerna nedan visar en schematisk överblick över hytt och dämpade områden. Dessa är markerade med grått. Uppmätta värden före och efter dämpning är angivna nedan. Figur 13 Numrering av dämpade områden A. Holm & L. Uddstrand 16

Nr 1: Uppspänning av hyttens stora fönsterrutor. Som dämpare användes två stöttor vadderade med matta som spändes upp mot rutorna i hytten. Då rutorna är uppspända kan dessa inte så lätt sättas i rörelse och på så vis avge mindre ljud. Nr 2: En 5,5 cm tjock matta uppställd mellan framrutan och avgasröret. Genom denna åtgärd försvåras ljud från avgasröret från att nå in i hytten. Nr 3: Täckt insug till luftkonditioneringen i hytten. Täckningen består av en 5,5 cm tjock matta. Före/efter dämpning: 58 dba/48 dba Nr 4: Cirkulationshålet är öppet rakt in i hytten och kan stängas med ett litet spjäll. Hålet tätades med hjälp av en 5,5 cm tjock matta. Före/efter dämpning: 74,8 dba/56,5 dba Nr 5: Utrymmet mellan väggen till hytten och hydrauliktanken. Utrymmet dämpades med hjälp av en 5,5 cm tjock matta. Nr 6: Intag av elkablar in i hytten till manöverstolen. Detta dämpades med hjälp av en matta med ett utskuret hål i, tillverkad av 5,5 cm tjock matta. Före/efter dämpning: 62,3 dba/53,6 dba Nr 7: Vägg mellan motorrum och hytt. Här sitter rattens orbitrol och kablar leds in till hytten. Även rör för ventilationen leds genom detta utrymme. Som dämpning användes en 5,5 cm tjock matta som placerades mellan motorutrymmet och hyttväggen. Figur 14 Beskrivning av hyttak Nr 8: Passage mellan utrymmet för kylning av kupéluft och utrymmet bakom panelen där bilradio och annan utrustning sitter monterat. Mellan dessa utrymmen finns en 5 mm skiljevägg med en 2 mm tjock bitumenmatta uppsatt. Intill detta utrymme finns två spalter och två hål som ljudet kan ta sig igenom. Även över skiljeväggen kan ljudet ta sig förbi trots en plåt och glasfibermatta. För att förhindra ljudet att ta sig ner till förarplatsen har följande åtgärder vidtagits: Tätning av de två hålen med isolerande matta. Spalterna har tätats med tätningslister. Glasfibermattan över skiljeväggen trycks ned mot skiljeväggen med distanser. Ytterligare matta har lagts till innanför skiljeväggen. Nr 9: Tätning av hyttdörren. Dörren tätar genom att stängas utanpå hyttväggen och isoleras av en list som sitter på insidan av dörren. Tätningen runt dörren låg vid mätningarna inte A. Holm & L. Uddstrand 17

alltid mot hyttväggen, vilket skapade spalter för ljudet att ta sig förbi. Detta åtgärdades genom ytterligare tätning med tätningslister runt dörren. Olika ställen runt dörren släppte in och dämpade olika mycket, (mellan 4-15 dba). 6.2.2 Successiv elimination av dämpning Då ljudläckagen blivit tätade med alla absorbenter i hytten byttes ljudkällorna tillbaka. Motorn fungerar från och med nu som ljudkälla. Det totala ljudtrycket registrerades varefter en absorbent i taget plockades bort. Det minst dämpade området med lägst ljudnivå, det vill säga uppstagning av fönsterrutor, plockades bort först. Genom att börja med det området som har lägst ljudnivå och minst dämpning undviks att man öppnar ett hål som släpper in mycket ljud i hytten, vilket överröstar efterföljande mätningar. Dämpning Lp Atot Dörrlister, motorvägg, tak, kablar in i hytt, hydrauliktank, cirkulationshål dämpat och stängt spjäll, fläktintag, avgasrör, uppspända fönsterrutor 64,8 Dörrlister, motorvägg, tak, kablar in i hytt, hydrauliktank, cirkulationshål dämpat och stängt spjäll, fläktintag, avgasrör 64,6 Dörrlister, motorvägg, tak, kablar in i hytt, hydrauliktank, cirkulationshål dämpat och stängt spjäll, fläktintag 65,3 Dörrlister, motorvägg, tak, kablar in i hytt, hydrauliktank, cirkulationshål dämpat och stängt spjäll 65,3 Dörrlister, motorvägg, tak, kablar in i hytt, hydrauliktank, cirkulationshål stängt spjäll 65,3 Dörrlister, motorvägg, tak, kablar in i hytt, hydrauliktank 65,4 Dörrlister, motorvägg, tak, kablar in i hytt 65,3 Dörrlister, motorvägg, tak, 65,7 Dörrlister, motorvägg 66,4 Dörrlister 65,9 Standardutförande 65,8 Figur 15 Successiv borttagning av absorbenter vid 1330 rpm I diagrammet nedan visas hur ljudnivån i hytten förändrades när absorbenterna togs bort. Isoleringen i taket absorberar mycket ljud, men även matta vid avgasröret och isolering av kablar under hytt dämpade ljudnivån anmärkningsvärt. A. Holm & L. Uddstrand 18

67 Elimination av absorbenter (1330 rpm) 66,5 66 dbatot 65,5 65 64,5 64 63,5 Inget (all dämpning på) Uppspända fönsterrutor Matta vid avgasrör Matta för fläktintag Matta för cirkulationshål (spjäll stängt) Matta för cirkulationshål (spjäll öppet) Matta för hydrauliktank Isolering kring kablar in i hytt Isolering i utrymme i tak Matta vid motorvägg Lister (Standard utförande, Borttaget Figur 16 Elimination av absorbenter 6.2.2.1 Analys Vissa områden på hytten läckte mycket ljud då referensljudkällan användes. De är dock placerade så att när skotaren har motorn igång strömmar inte alls lika mycket ljud in vid dessa områden. Det beror på att områdena är placerade så att ljudet inte kan ta sig in lika enkelt. Testet ger ändå en bra uppfattning om var ljud läcker in i hytten. Matta mellan avgasrör och framruta Mattan mellan avgasröret och hyttens framruta sänkte ljudnivån med 0,7 db. Det visar antingen att avgasröret sätter rutan i rörelse och på så sätt orsakar ljud inuti hytten, eller att ljudet tar sig in via de hål som finns på taket till luftkupéns kylare. De fyra efterföljande eliminationerna visar ingen skillnad i ljudnivå, vilket kan innebära att avgasröret var dominerande vid denna ljudnivå. Dock kan dessa områden vara intressanta att titta närmare på när ändra större ljudkällor är dämpade. Kabelhål under hytt Ett annat intressant område är hålet för kablar in till hytten och förarstolen. Här uppmättes en dämpning med 0,4 db. En förklaring till varför ljudet tar sig in den här vägen kan vara att både ljud från motorn och hydrauliken alstras under hytten, samt att hålet är dåligt isolerat. A. Holm & L. Uddstrand 19

Takutrymme Den största ljudskillnaden på 0,7 db uppmättes då absorbenterna i takutrymmet togs bort. Takets dämpning är en mycket enkel lösning som ger bra resultat. En teori är att ljudnivån i hytten dämpas dels genom att ljudet utifrån dämpas och dels genom att ljudet inne i hytten absorberas av den mjuka mattan. Den skotare som mätningarna utfördes på var utrustad med takfönster som gav hyttens tak formen av en kupol. Kupolen fångar in ljudet i toppen av taket där absorbenterna är placerade och på så sätt sänks ljudnivån. Detta kan liknas vid ett möblerat rum, där möblerna absorberar ljud. Om antagandet att ljudet minskas på grund av absorbenter i hytten stämmer kan det vara ett intressant område att titta vidare på. Hur kan ljudnivån sänkas ytterligare genom att lägga in absorbenter inuti hytten? Då mattan vid motorväggen plockades bort erhölls en sänkning av ljudnivån, vilket tyder på att mattan måste ha förstärkt ljudet. Fortsatta undersökningar krävs för att ta reda på varför. En möjlig orsak till fenomenet kan vara det oisolerade luftrör till ventilationen som går vid motorväggen uppe vid orbitrolen. (se figur 17 nedan). Mer ingående tester behöver dock utföras för att stärka denna hypotes. Figur 17 Ventilationsrör 6.2.3 Direkt genomförbara dämpningsåtgärder Föregående mätningar resulterade i följande förslag på genomförbara åtgärder, vilka Rottne Industri AB kan introducera på befintlig skotare i dagsläget utan några större kostnader eller merarbete. Figuren nedan visar var dämpningarna är placerade. A. Holm & L. Uddstrand 20

Figur 18 Genomförbar dämpning Nr 1. Takutrymme Nr 2. Lister kring dörr Nr 3. Tunn matta vid motorvägg Nr 4. Cirkulationshål samt spjäll Nr 5. Tätning av kabelingång till hytt För en mer ingående beskrivning av områdena se kapitel 4.2.1. Addition av absorbenter (1330 rpm) LpAtot 66 65,8 65,8 65,6 65,4 65,2 65 64,8 64,6 64,4 64,2 64 Utan dämpning 65 Absorbenter i utymme på tak 64,8 Lister vid dörr 64,7 Absorbenter vid motorvägg 64,6 Stängt spjäll, cirkulationshål Figur 19 Addition av absorbenter Figur 19 visar att isolering av utrymmet i taket sänker ljudtrycksnivån i hytten med 0,8 db. Då även lister vid dörren, absorbenter vid motorvägg och stängt spjäll vid cirkulationshål monterats uppmättes en dämpning med 1,2 db. A. Holm & L. Uddstrand 21

Diagrammet inkluderar inte isoleringen av kablar in i hytt, men även denna dämpning är effektiv och enkel att genomföra. Figur 20 nedan illustrerar hur mycket dämpning detta arbete totalt har genererat. Lp Atot Totala ljudtrycket 71 70,2 70 69,5 69 69,5 68 67 66,6 66,8 66 65,2 65 64,6 64,4 64 63,5 63,9 63 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 rpm A. Mätning med standard utförande utan sugfläkt (med tunn matta i motorvägg, ) B. dämpning av tak, motorvägg (tunn matta), dörrlister,luftcirkulationshål, kablar in i hytt underifrån, luftintag för ventilation Figur 20 Totala ljudtrycket I diagrammet är skotaren utrustad med dämpare vid dörrlister, cirkulationshål samt luftintag för ventilation. Dessa dämpningar har analyserats tidigare i rapporten, då det konstaterades att de inte bidrar till den dämpade ljudnivån i hytten. 6.2.3.1 Analys Om isolering av kabelhål hade inkluderats i figur 18 hade ljudnivån troligtvis sänkts till 1,4 db (se figur 20). I kapitel 4.2.3 visar vi att det är möjligt att genomföra en dämpning med små medel och enkla metoder. De föreslagna åtgärderna kan även genomföras till en låg kostnad. 6.3 Resultat från mätning på hydrauliktank Följande resultat erhölls vid mätningar på hydrauliktanken. På bilden nedan visas hydraliktankens och dämparnas placering. A. Holm & L. Uddstrand 22

Figur 21 Dämpning av hydrauliktank Utförande Lp Atot Trycksatt gripfunktion på arbetsvarv 68,4 Matta över hydrauliktank 67,8 Bitumenmatta och tjockmatta 67,8 Tabell 4 Trycksatt hydraulik Bitumenmattan medförde ingen ökad ljuddämpning i detta försök. Ljudnivån i hytten sänktes med 0,6 db. 6.3.1 Analys När hydrauliken trycksätts uppkommer vibrationer. Vibrationerna leds ned i chassiet för att sedan ge resonans i stora ytor, såväl utanför som inuti hytten. Då en matta placerades över hydrauliktanken erhölls en reducering på 0,6 db, vilket innebär att hydrauliktanken kan vara en av dessa ytor. Vid ytterligare dämpning av tanken noterades ingen sänkning av ljudnivån, vilket innebär att ett högre ljud skapas någon annanstans på skotaren. Det kan också vara idé att isolera eller styva upp tanken för att undersöka om det ger ett bättre resultat. A. Holm & L. Uddstrand 23

7 Slutsats Då skotaren körs på låga varvtal finns en möjlighet att stomljud uppstår. Vid dessa låga frekvenser antas luftisolationen inte fungera effektivt. En enkel åtgärd för att sänka ljudnivån i hytten är att höja tomgångsvarvtalet från 800 rpm till 930 rpm, vilket reducerar ljudnivån med 1,1 db. Vid drift av skotaren med högre varvtal är det luftburna ljudet helt dominant. Ljudnivån ökar också då varvtalet ökar. Därför bör tyngdpunkten läggas på att dämpa det luftburna ljudet. Tester visar att det luftburna ljudet kan reduceras med 10,7 db vid 1750 rpm då motorrummet fyllts med absorbenter. För att reducera det luftburna ljudet bör man angripa ljudkällan, dämpa motorrummet och förarhytten. Dessa områden tas upp mer detaljerat nedan. Dämpa Ljudkällor Kylfläkten emitterar mycket ljud. Genom att koppla bort den gavs en reducering på 6 db vilket visar att kylfläkten är en stor ljudkälla. En tänkbar åtgärd är att höja fläktens arbetsfrekvenser då de dämpande mattorna i motorutrymmet har större effekt vid högre frekvenser. Denna ändring kan vara positiv eller negativ och måste därför undersökas mera. En annan åtgärd kan vara att bygga in fläkten i ett fläktrum där man har större kontroll på luftflödet. Motorn är också en betydande ljudkälla. Att dämpa motorns ljudnivå är inte Rottne Industri AB:s problem utan ligger hos leverantören. Dämpa motorutrymmet Inom detta område finns det mycket att arbeta vidare med för att sänka ljudnivån. Rottne industri AB bör jobba vidare med detta genom fortsatta arbeten med både ljudabsorption och isolering av motorrummet. Dämpa förarhytten Den största orsaken till att ljudet tar sig in i hytten är dålig isolering i takutrymmet. Läckage har även hittats via kabelingång under hytten, dörrlister och luftcirkulationsöppning. När dessa åtgärdades uppmättes en ljudreduktion med 1,4 db i hytten. Med trycksatt hydrauliksystem och isolerad hydrauliktank sänktes ljudnivån i hytten med 0,6 db. Det oisolerade luftröret till ventilationen i framrutan som löper vid motorväggen uppe vid orbitrolen är en möjlig orsak till att ljud kan ta sig in i hytten. Mer ingående tester behöver utföras för att kontrollera detta påstående. Även inom detta område finns mycket att arbeta vidare på. En ny konstruktion kan ge en tystare hytt. För att dämpa ljudnivån i hytten ytterligare kan absorbenter placeras inuti hytten. Även Helmholtzresonatorer kan användas för att dämpa specifika frekvenser. Checklistor Checklistor för identifiering av ljudkällor och identifiering och dämpning av ljudläckage har utformats för att underlätta fortsatta mätningar. A. Holm & L. Uddstrand 24

Litteraturförteckning Anderberg, L. (1992). Informationsteknik rapportskrivning. Lund: Studentlitteratur. Akselsson, R., Bohgard, M., Johansson, G. & Swensson, L-G. (1997). Fysikaliska faktorer. I M.Bohgard, M. Ericson, S. Karlsson, P. Lövsund & P. Odenrick (red.), Arbete människa teknik (s. 45-114). Stockholm: Prevent. Bodén, H., Carlsson, U., Glav, R., Wallin, H.P. & Åbom, M. (1999). Ljud och vibrationer. Stockholm: Institutionen för Farkostteknik, KTH-MWL. Norconic. (2005). Norsonic 118. Hämtad 2005-05-13, från www.norsonic.com/web_pages/nor-118_page.html. (2005a).. Hämtad 2005-05-16, från www.rottne.com.(2005b). Jubileumsextra 50 år [Broschyr]. (Tillgänglig från, SE-360 40 Rottne) Scania. (1991). Fordonsakustik och buller [Informationsbroschyr]. Södertälje: Saab-Scania AB, Scaniadivisionen. SIS Förlag AB. (2000). Svensk material- & mekanstandard SMS [Svensk Standard SS-ISO 6394]. (Tillgänglig från SIS Förlag AB, Box 6455, SE-11382 Stockholm) Trelleborg Industrial AVS Sweden. Vibrationsisolatorer för industrin [Produktkatalog]. (Tillgänglig från Trelleborg Industrial AVS Sweden, SE-231 81 Trelleborg) A. Holm & L. Uddstrand 25

Bilaga 1 Checklista identifiering av ljudkällor Mätning nr. 1 Mätning av ljudtryck i hytt i standarutförande 1.1 Färdigställande av skogsmaskin SOLID F9-6 1.1.1 Kontroll att bestämd plats och miljö används Fordonet skall placeras i centrum av provområdets yta, samt stå på samma position som föregående mätning. 1.1.2 Originaldetaljer påmonterade. 1.1.3 Kontroll av: Checklista vid uppställning av mätinstrument 1.1.4 Klimatanläggning avstängd 1.1.5 stängd dörr 1.2 Mätningar 1 min 1.2.1 860 rpm Filnamnet: 800 865 1.2.2 1300 rpm Filnamnet: 1.2.3 1500 rpm Filnamnet: 1.2.4 1750 rpm Filnamnet: 1.3 Avvikelser 1.3.1 Maskin ej igång Filnamnet: Filnamnet: Filnamnet: Filnamnet: Version 5 Bilaga 1 Checklista identifiering av ljudkällor.doc sida 1/5