隨著工程機械行業(yè)的發(fā)展,工程機械的噪聲成為影響工程機械質量的重要原因之一。為了探討工程機械的噪聲控制技術,分析了工程機械噪聲來源,認為工程機械的噪聲來源復雜,采取綜合降噪措施可以有效控制工程機械噪聲。
0引言
???? 隨著工程機械行業(yè)的迅猛發(fā)展,人們對工程機械的綜合性能提出了更高的要求,節(jié)能環(huán)保成為重要的研究內容。與普通車輛相比,工程機械噪聲對環(huán)境的污染尤為嚴重。
近幾年,中國工程機械發(fā)展迅速,縮短了與國外產品的差距,產品質量和可靠性得到大幅提升。但嚴峻的事實是,與發(fā)達國家相比,中國國家標準規(guī)定的工程機械噪聲限值普遍較高。如何有效控制工程機械噪聲,成為與國外產品競爭的一項重要內容。
1工程機械噪聲現(xiàn)狀
???? 噪聲作為一項重要的環(huán)境污染源,日益受到人們的關注,出現(xiàn)了相應的強制性標準,產品噪聲水平成為評價產品質量的一項強制性指標。
???? 工程機械行業(yè)的迅速發(fā)展,使對工程機械已不再是簡單的要求作業(yè)效率和可靠性這些指標,特別是國內工程機械產品對歐美地區(qū)出口量的逐年增長,社會發(fā)展和用戶群對于工程機械產品的舒適性和振動噪聲控制的要求越來越嚴格。過高的噪聲不但使駕駛員迅速疲勞,從而對工程機械產品行駛安全性構成威脅,過大的機械噪聲還嚴重影響周圍環(huán)境。
1.1與發(fā)達國家相比,中國國家標準限值較高
???? 1996年,中國頒布了國家標準《工程機械噪聲限值》(GB16710.1-1996),該標準規(guī)定了工程機械司機位置處的噪聲限值和機外輻射噪聲聲功率級與標定功率間的關系,如規(guī)定標定功率130~160kW時的噪聲聲功率級≤118dB(A)。其他國家標準或行業(yè)標準也對工程機械產品的噪聲進行了限定,比如,2005年發(fā)布的國家標準《壓路機通用要求》(GB/T13328-2005)規(guī)定了壓路機的噪聲限值。??
???? 與中國相比,發(fā)達國家的國家標準規(guī)定更為嚴格。如,2002年歐洲修訂的標準噪聲限值規(guī)定發(fā)動機功率為154kW時的噪聲聲功率級≤104dB(A),比中國國家標準規(guī)定低14?dB(A)。
1.2與發(fā)達國家相比,中國噪聲研究較晚,產品噪聲水平有較大差距?
?????國外對噪聲研究較早,特別是美國,上世紀70年代就開始了對車內噪聲特性的研究?;谙嚓P標準的嚴格規(guī)定,各發(fā)達國家對工程機械噪聲控制開展了廣泛研究,從采用低噪聲發(fā)動機,到采用各種消聲減振措施,形成了完全符合標準規(guī)定的產品。
???? 國內對工程機械噪聲控制的研究較晚,早期集中在對駕駛室的降噪研究,隨著行業(yè)的發(fā)展及各廠家產品質量的提升,整機噪聲控制得到重視,相關科研院所及廠家開展了大量研究。但實際測試發(fā)現(xiàn),國內外部分產品噪聲水平仍存在較大差距,見下表。
表2國內外部分壓路機噪聲測試結果對比
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測試狀態(tài) |
測點位置 |
檢測結果dB(A) |
國標限值 |
YZ12 |
YZ13 |
YZ13D |
CC522 |
BW202 |
不行駛 |
司機耳邊 |
81.9 |
81.1 |
88.5 |
86.6 |
81.2 |
≤94dB(A) |
左側7.5m |
93.3 |
90.5 |
91.8 |
84.4 |
79.6 |
≤88dB(A) |
右側7.5m |
92.1 |
90.7 |
90.7 |
82.4 |
79.6 |
低速行駛 |
司機耳邊 |
84.2 |
85.1 |
86.5 |
87.4 |
81.6 |
≤94dB(A) |
左側7.5m |
93.1 |
91.5 |
89.3 |
85.3 |
81.5 |
≤88dB(A) |
右側7.5m |
92.5 |
92.8 |
87.4 |
84.2 |
81.5 |
高速行駛 |
司機耳邊 |
81.2 |
84.3 |
89.9 |
88.1 |
85.0 |
≤94dB(A) |
左側7.5m |
93.4 |
93.4 |
91.9 |
86.4 |
82.7 |
≤88dB(A) |
右側7.5m |
92.7 |
92.8 |
93.1 |
85.2 |
83.7 |
???? 上表中,前3種機型為國內產品,后2種機型為國外產品。由表可知,在不同的測試狀態(tài),司機耳邊的噪聲都能滿足國標要求,而國內產品左右兩側7.5m處的噪聲普遍超標,而國外產品比國標低1.6~8.4dB(A)。
1.3國內外廣泛采用先進的噪聲研究方法
???? 工程機械噪聲來源復雜,噪聲源較多[3-4]??刂圃肼暤年P鍵是如何有效準確識別主要噪聲源,采取相應降噪措施。傳統(tǒng)的噪聲源識別方法主要有:主觀評價法、近場測量法、選擇覆蓋法等。近年來,由于信號測試分析技術的快速發(fā)展,一系列基于信號處理技術的噪聲源識別技術得到了極大的發(fā)展和應用,如頻譜分析法、相干分析法、聲強法、聲功率法、聲全息法和聲學聚焦鏡等。先進技術的應用,取得了良好的降噪效果。
2工程機械噪聲來源
???? 工程機械的結構比較復雜,相應的噪聲源較多。主要有發(fā)動機噪聲、動力系統(tǒng)噪聲、機體振動噪聲、板件輻射噪聲和空氣動力噪聲等。部分研究表明,發(fā)動機的燃燒噪聲、進氣和排氣噪聲、冷卻風扇的噪聲等是幾大重要的噪聲源,對整機噪聲水平影響較大。圖1~圖2是某型壓路機采用聲強法識別噪聲源的結果。
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????????????????????????????????????????????????? ? 圖1?某型壓路機右側面等聲強線云圖?
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?????????????????????????????????????????????????? 圖2?某型壓路機右側面測點布置實物圖
圖1中橫坐標25~40處對應圖2中駕駛室下方的發(fā)動機安裝處,是噪聲較大區(qū)域,其中(35,4)附近的最高噪聲域對應圖2?的排氣消聲器出口。