工程機(jī)械噪聲控制技術(shù)
評(píng)論: 更新日期:2011年08月22日
隨著工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展,工程機(jī)械的噪聲成為影響工程機(jī)械質(zhì)量的重要原因之一。為了探討工程機(jī)械的噪聲控制技術(shù),分析了工程機(jī)械噪聲來源,認(rèn)為工程機(jī)械的噪聲來源復(fù)雜,采取綜合降噪措施可以有效控制工程機(jī)械噪聲。
0引言
???? 隨著工程機(jī)械行業(yè)的迅猛發(fā)展,人們對(duì)工程機(jī)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(nèi)容。與普通車輛相比,工程機(jī)械噪聲對(duì)環(huán)境的污染尤為嚴(yán)重。
近幾年,中國工程機(jī)械發(fā)展迅速,縮短了與國外產(chǎn)品的差距,產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性得到大幅提升。但嚴(yán)峻的事實(shí)是,與發(fā)達(dá)國家相比,中國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工程機(jī)械噪聲限值普遍較高。如何有效控制工程機(jī)械噪聲,成為與國外產(chǎn)品競(jìng)爭的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
1工程機(jī)械噪聲現(xiàn)狀
???? 噪聲作為一項(xiàng)重要的環(huán)境污染源,日益受到人們的關(guān)注,出現(xiàn)了相應(yīng)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品噪聲水平成為評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)強(qiáng)制性指標(biāo)。
???? 工程機(jī)械行業(yè)的迅速發(fā)展,使對(duì)工程機(jī)械已不再是簡單的要求作業(yè)效率和可靠性這些指標(biāo),特別是國內(nèi)工程機(jī)械產(chǎn)品對(duì)歐美地區(qū)出口量的逐年增長,社會(huì)發(fā)展和用戶群對(duì)于工程機(jī)械產(chǎn)品的舒適性和振動(dòng)噪聲控制的要求越來越嚴(yán)格。過高的噪聲不但使駕駛員迅速疲勞,從而對(duì)工程機(jī)械產(chǎn)品行駛安全性構(gòu)成威脅,過大的機(jī)械噪聲還嚴(yán)重影響周圍環(huán)境。
1.1與發(fā)達(dá)國家相比,中國國家標(biāo)準(zhǔn)限值較高
???? 1996年,中國頒布了國家標(biāo)準(zhǔn)《工程機(jī)械噪聲限值》(GB16710.1-1996),該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工程機(jī)械司機(jī)位置處的噪聲限值和機(jī)外輻射噪聲聲功率級(jí)與標(biāo)定功率間的關(guān)系,如規(guī)定標(biāo)定功率130~160kW時(shí)的噪聲聲功率級(jí)≤118dB(A)。其他國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)工程機(jī)械產(chǎn)品的噪聲進(jìn)行了限定,比如,2005年發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)《壓路機(jī)通用要求》(GB/T13328-2005)規(guī)定了壓路機(jī)的噪聲限值。??
???? 與中國相比,發(fā)達(dá)國家的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定更為嚴(yán)格。如,2002年歐洲修訂的標(biāo)準(zhǔn)噪聲限值規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)功率為154kW時(shí)的噪聲聲功率級(jí)≤104dB(A),比中國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定低14?dB(A)。
1.2與發(fā)達(dá)國家相比,中國噪聲研究較晚,產(chǎn)品噪聲水平有較大差距?
?????國外對(duì)噪聲研究較早,特別是美國,上世紀(jì)70年代就開始了對(duì)車內(nèi)噪聲特性的研究?;谙嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格規(guī)定,各發(fā)達(dá)國家對(duì)工程機(jī)械噪聲控制開展了廣泛研究,從采用低噪聲發(fā)動(dòng)機(jī),到采用各種消聲減振措施,形成了完全符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的產(chǎn)品。
???? 國內(nèi)對(duì)工程機(jī)械噪聲控制的研究較晚,早期集中在對(duì)駕駛室的降噪研究,隨著行業(yè)的發(fā)展及各廠家產(chǎn)品質(zhì)量的提升,整機(jī)噪聲控制得到重視,相關(guān)科研院所及廠家開展了大量研究。但實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外部分產(chǎn)品噪聲水平仍存在較大差距,見下表。
表2國內(nèi)外部分壓路機(jī)噪聲測(cè)試結(jié)果對(duì)比
?
測(cè)試狀態(tài) |
測(cè)點(diǎn)位置 |
檢測(cè)結(jié)果dB(A) |
國標(biāo)限值 |
YZ12 |
YZ13 |
YZ13D |
CC522 |
BW202 |
不行駛 |
司機(jī)耳邊 |
81.9 |
81.1 |
88.5 |
86.6 |
81.2 |
≤94dB(A) |
左側(cè)7.5m |
93.3 |
90.5 |
91.8 |
84.4 |
79.6 |
≤88dB(A) |
右側(cè)7.5m |
92.1 |
90.7 |
90.7 |
82.4 |
79.6 |
低速行駛 |
司機(jī)耳邊 |
84.2 |
85.1 |
86.5 |
87.4 |
81.6 |
≤94dB(A) |
左側(cè)7.5m |
93.1 |
91.5 |
89.3 |
85.3 |
81.5 |
≤88dB(A) |
右側(cè)7.5m |
92.5 |
92.8 |
87.4 |
84.2 |
81.5 |
高速行駛 |
司機(jī)耳邊 |
81.2 |
84.3 |
89.9 |
88.1 |
85.0 |
≤94dB(A) |
左側(cè)7.5m |
93.4 |
93.4 |
91.9 |
86.4 |
82.7 |
≤88dB(A) |
右側(cè)7.5m |
92.7 |
92.8 |
93.1 |
85.2 |
83.7 |
???? 上表中,前3種機(jī)型為國內(nèi)產(chǎn)品,后2種機(jī)型為國外產(chǎn)品。由表可知,在不同的測(cè)試狀態(tài),司機(jī)耳邊的噪聲都能滿足國標(biāo)要求,而國內(nèi)產(chǎn)品左右兩側(cè)7.5m處的噪聲普遍超標(biāo),而國外產(chǎn)品比國標(biāo)低1.6~8.4dB(A)。
1.3國內(nèi)外廣泛采用先進(jìn)的噪聲研究方法
???? 工程機(jī)械噪聲來源復(fù)雜,噪聲源較多[3-4]。控制噪聲的關(guān)鍵是如何有效準(zhǔn)確識(shí)別主要噪聲源,采取相應(yīng)降噪措施。傳統(tǒng)的噪聲源識(shí)別方法主要有:主觀評(píng)價(jià)法、近場(chǎng)測(cè)量法、選擇覆蓋法等。近年來,由于信號(hào)測(cè)試分析技術(shù)的快速發(fā)展,一系列基于信號(hào)處理技術(shù)的噪聲源識(shí)別技術(shù)得到了極大的發(fā)展和應(yīng)用,如頻譜分析法、相干分析法、聲強(qiáng)法、聲功率法、聲全息法和聲學(xué)聚焦鏡等。先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,取得了良好的降噪效果。
2工程機(jī)械噪聲來源
???? 工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,相應(yīng)的噪聲源較多。主要有發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、動(dòng)力系統(tǒng)噪聲、機(jī)體振動(dòng)噪聲、板件輻射噪聲和空氣動(dòng)力噪聲等。部分研究表明,發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒噪聲、進(jìn)氣和排氣噪聲、冷卻風(fēng)扇的噪聲等是幾大重要的噪聲源,對(duì)整機(jī)噪聲水平影響較大。圖1~圖2是某型壓路機(jī)采用聲強(qiáng)法識(shí)別噪聲源的結(jié)果。
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????????????????????????????????????????????????? ? 圖1?某型壓路機(jī)右側(cè)面等聲強(qiáng)線云圖?
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?????????????????????????????????????????????????? 圖2?某型壓路機(jī)右側(cè)面測(cè)點(diǎn)布置實(shí)物圖
圖1中橫坐標(biāo)25~40處對(duì)應(yīng)圖2中駕駛室下方的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝處,是噪聲較大區(qū)域,其中(35,4)附近的最高噪聲域?qū)?yīng)圖2?的排氣消聲器出口。