3工程机械噪声控制
噪声传播的机理一般为:噪声源—>传播途径—>受声者,相应的可以分别采取不同措施,见表3。
表3 不同的噪声控制措施对比表
处理对象 |
措施 |
特点 |
噪声源 |
改善声源,降低声能 |
降噪效果最好,投入最大,研究周期最长 |
传播途径 |
吸声、隔声、隔振、减震,使噪源衰减 |
降噪效果较好,投入较大,研究周期不太长 |
受声者 |
声屏蔽 |
被迫选择 |
随着人们对工程机械噪声的认识,国内外工程机械厂家采取多种措施控制噪声。
3.1针对噪声源,采用低噪声发动机
发动机是工程机械的心脏,也是最重要的噪声源。采用低油耗、低噪声的环保型发动机能大大降低对环境的影响,是工程机械发展的重要趋势。
一般而言,柴油机的噪声主要呈现为中高频噪声, 燃烧噪声和表面振动辐射噪声是最重要的噪声来源,同时,油底壳也易产生板件辐射噪声,形成另一个重要的噪声源。
控制发动机噪声常采取以下措施: 增加预喷射减少燃烧噪声, 增加机体刚度减少机体的表面振动噪声, 采用复合板油底壳增加阻尼减少油底壳辐射噪声等。增加机体刚度来减少机体的表面振动噪声常用的方式主要有采用加强筋、外壁制成曲面、在机体与油底壳之间装加强板、阶梯式机架等。同时,采取隔离振动和局部阻尼相结合的方法可以衰减中高频噪声。图3为某型低噪声发动机。
图3 某型低噪声发动机
3.2针对传播途径,采用密闭机罩降低噪声传播
声源发出的噪音在媒介中传播时,其声压或声强将随着传播距离的增加而逐渐衰减。噪音声波在传播过程中经常会遇到障碍物,这时声波将从一个媒质(空气)入射到另一媒质中去。由于这两种媒质的声学性质不同,一部份声波从障碍物表面上反射回去,而另一部份声波则透射到障碍物里面去。利用介质不同的特性阻抗,可以达到减噪目的。
在发动机安装部位或其他噪声源集中部位,安装密闭机罩,可以切断噪声传播途径,降低噪声向外辐射水平。密闭机罩安装时,要求活动部位安装弹性密封条,以减少噪声泄漏,保证降噪效果。图4为某型压路机的外观,图5为该型压路机采用的密闭机罩方案。


图4 某型压路机外观图 图5 某型压路机的密闭机罩
3.3机罩安装吸声材料,增加噪声能量衰减
除了空气能吸收声波外,一些材料例如玻璃、毛毯、泡沫塑料等也会吸收声音,称为吸声材料。当声波通过这些多孔性吸声材料时,由于材料本身的内摩擦和材料小孔中的空气与孔壁间的摩擦,使声波能量受到很大的吸收并衰减,这种吸声材料能有效地吸收入射到它上面的声能。为了加快噪声能量衰减,进一步降低噪声水平,部分机型采用机罩内部安装吸声材料的方案,见图6。
图6机罩安装吸声材料
3.4采用先进消声器,降低排气噪声
发动机排气噪声是工程机械整机重要噪声源之一,排气噪声主要包括周期性噪声、冲击噪声、辐射噪声和气流摩擦噪声,主要由排气压力的脉动噪声,气流通过气门座时所发出的涡流噪声,由于边界层气流的扰动而产生的噪声以及排气口处的喷流噪声所组成。采用高效消声器是降低发动机排气噪声的关键,见图7~图8。


图7 某型压路机外观图 图8 某型消声器结构图
3.5综合采取多种措施,保证降噪效果
工程机械的噪声控制涉及的因素较多,单一降噪措施一般效果不明显,综合采用多种措施,大大降低整机噪声水平。如图7中,发动机安装在密闭机罩里,其噪声向外衰减的能量大大降低,采用高效消声器,进一步降低发动机排气噪声。
4结语
随着工程机械质量的全面提升,对工程机械的噪声水平的要求日益严格。与国外产品相比,而国内产品噪声控制水平仍有相当差距,甚至部分产品超过国家标准。工程机械噪声来源复杂,采用低噪声发动机,并综合采用多种措施,才能保证较好的降噪效果。