【摘要】針對(duì)輪式裝載機(jī)具體情況,分析了裝載機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系噪聲產(chǎn)生的機(jī)理,并給出主要的計(jì)算方法,同時(shí)就各種噪聲的控制原則提出相應(yīng)的建議。
【關(guān)鍵詞】裝載機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系噪聲
前言
對(duì)于輪式裝載機(jī)來(lái)說(shuō),其噪聲包括輻射噪聲和司機(jī)室內(nèi)耳旁噪聲兩部分。輻射噪聲的構(gòu)成比較復(fù)雜,但主要來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲和冷卻風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲以及發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)誘發(fā)所產(chǎn)生的車(chē)身結(jié)構(gòu)噪聲;裝載機(jī)的司機(jī)室內(nèi)噪聲主要是低頻聲,它是由發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力總成的振動(dòng)所誘發(fā)的結(jié)構(gòu)噪聲。與低頻結(jié)構(gòu)噪聲相關(guān)的部件有動(dòng)力總成系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、車(chē)身系統(tǒng)等,總的來(lái)說(shuō),動(dòng)力傳動(dòng)系及其相關(guān)零部件是振動(dòng)的主要來(lái)源,它們之間的優(yōu)化組合是降低噪聲的首要任務(wù)。
1發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲
發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、噪音是裝載機(jī)振動(dòng)和噪音的最大來(lái)源。柴油機(jī)上的激振力可分為燃燒發(fā)生的直接激振力和柴油機(jī)工作時(shí)的機(jī)械力。
柴油機(jī)上的噪聲按其產(chǎn)生的機(jī)理可分為三大類,即空氣動(dòng)力性噪聲,燃燒噪聲和機(jī)械噪聲,而排氣系統(tǒng)中的空氣動(dòng)力性噪聲通常是主要的噪聲源,一般來(lái)說(shuō),如果能夠有效地降低柴油機(jī)的排氣噪聲,就能大幅度地降低柴油機(jī)的總噪聲級(jí)。
在正常情況下,柴油機(jī)噪聲隨其轉(zhuǎn)速的增加直線上升。自然吸氣式四沖程柴油機(jī)每增加10倍轉(zhuǎn)速,噪聲增大30dB(A),四沖程增壓式柴油機(jī)每增加10倍轉(zhuǎn)速,噪聲增量為40dB。若在增速過(guò)程中出現(xiàn)噪聲峰波,就是噪聲源識(shí)別當(dāng)中的問(wèn)題所在,可以用1/3倍頻程頻譜分析,初步查明主要噪聲成分。
空氣動(dòng)力性噪聲
排氣噪聲產(chǎn)生機(jī)理:柴油機(jī)工作過(guò)程中,在排氣閥處,氣體的流動(dòng)是不穩(wěn)定的,它以壓力波動(dòng)的方式,傳到排氣系統(tǒng)的出口,在尾管出口處,連速度波動(dòng)產(chǎn)生了輻射噪聲,可見(jiàn)排氣噪聲來(lái)源于排氣系統(tǒng)內(nèi)的不穩(wěn)定流動(dòng)。排氣噪聲的定義通常指的是排氣系統(tǒng)輻射出來(lái)的總的噪聲,包括管壁和消音器壁的輻射噪聲以及尾管出口的氣動(dòng)輻射噪聲,若將排氣系統(tǒng)的管壁和消音器壁假設(shè)為剛性的,則排氣噪聲指的是僅氣體動(dòng)力性噪聲。降低排氣噪聲最有效方法就是設(shè)計(jì)安裝一個(gè)高效、低阻力的排氣消音器。影響排氣噪聲的主要有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、氣缸數(shù)、負(fù)荷、排氣管尺寸等。
內(nèi)燃機(jī)排氣開(kāi)始時(shí),燃?xì)鉁囟燃s為800-1000℃,壓力約為0.4-0.5Mpa,但排氣閥打開(kāi)出現(xiàn)縫隙時(shí),廢氣以脈沖的形式從縫隙中沖出,形成能量很高、頻率很復(fù)雜的噪聲。根據(jù)排氣過(guò)程產(chǎn)生噪聲的機(jī)理,有以下幾種成分。
?、贇鈮毫γ}動(dòng)聲;
?、诹魍ㄟ^(guò)氣門(mén)、氣門(mén)座等處發(fā)生的渦流聲;
?、塾捎谶吔鐚託饬鲾_動(dòng)發(fā)生的噪聲
?、芘艢獬隹趪娏髟肼?。
多缸柴油機(jī)排氣噪聲的頻譜中,低頻出往往存在一個(gè)明顯的噪聲峰值,這個(gè)噪聲就是基頻噪聲。由于各氣缸排氣是在指定的相位上周期性進(jìn)行。因而這是一種周期性噪聲。基頻噪聲的頻率和每秒鐘的排氣次數(shù),即爆發(fā)頻率是相同的?;l噪聲的頻率計(jì)算公式為:
?。妫剑危睿叮唉?br />
式中:N——柴油機(jī)氣缸數(shù);
?。睢裼蜋C(jī)轉(zhuǎn)速;(r/min)
τ——內(nèi)燃機(jī)沖程系數(shù);四沖程τ=2,二沖程τ=1
燃燒噪聲
通常把燃燒時(shí)氣缸壓力通過(guò)活塞、連桿、主軸承傳至發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體以及通過(guò)氣缸蓋等引起內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)表面振動(dòng)而輻射的噪聲稱為燃燒噪聲。柴油機(jī)工作時(shí)燃燒室在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生高溫高壓的燃燒,急速地釋放出能量。這種急劇的壓力升高激發(fā)起發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng),從而輻射出噪聲。很明顯,氣缸壓力是燃燒噪聲的強(qiáng)制力,因此燃燒噪聲與氣缸壓力有函數(shù)關(guān)系,此外還與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的剛度,發(fā)動(dòng)機(jī)表面的聲輻射效應(yīng)及周?chē)諝獾膫鬟f特性有關(guān)。