装载机原始噪声试验与降噪研究

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噪声大是我国工程机械产品的普遍现象，也是公认的技术难题。噪声污染不但对施工人员的工作条件和身体降造成了损害，而且严重影响了人们的正常生活[1]。如何降低噪声，解决噪声污染，提高我国工程机械产品的技术含量，是提高装载机性能的-项重要研究内容。

为了有效控制噪声污染，许多发达国家针对各类机械的工作噪声制定了相当严格的限值标准，其产品的噪声比我国同类产品低 2～4 dB(A)。尽管如此，发达国家仍在进行研究以保持其产品在国际市场上的竞争力和领先水平[1-31。我国对机械振动噪声方面的研究已取得不少成果，而对装载机这类机械振动噪声的研究并不多。为此，本文针对某型号装载机进行了原始噪声分析研究，并对装载机降噪提出几点建议。

作者简介：赵金鹏(1989-)，男，内蒙古巴彦淖尔人，在读硕士，研究方向：机械设计。

- 13- 1 装载机的主要噪声来源装载机主要组成部分包括发动机、机架、动力与传动系统、分动箱、液压系统、驱动系统、散热系统、工作装置和其他辅助系统等。与此相应，装载机的主要噪声包括机械噪声和气动噪声两种 ，频域集中在 0～2 000 Hz范围内，是具有不同性质成分的综合噪声，其主要噪声组成见图 1。

图 1 装载机主要噪声源所占比例图(1)发动机的噪声主要有燃烧噪声、机械噪声和空气动力噪声问。燃烧噪声和机械噪声很难严格区分，由于气缸内燃烧，活塞对缸套的压力、振动通过缸盖、活塞、连杆、曲轴、机体向外辐射的噪声叫做燃烧噪声；活塞对缸套的撞击，正时齿轮、配气机构、喷油系统、辅机皮带、正时皮带等运动件之间机械撞击所产生的振动噪声叫做机械噪声≌气动力噪声是气体流动过程中空气与物体撞击引起空气的涡流而产生的噪声。

(2)进气系统噪声主要指空气从进气导流管进入，流人到空气滤清器，再通过后面的导流管进入发动机的过程当中，气体与导流管壁的摩擦和导流管振动产生的噪声。

(3)排气系统的噪声是指空气与燃油在发动机内燃烧后，废气在管道中的不稳定气流对管道产生的冲击噪声和空气动力噪声。排气系统的管道和消声器被机械振动激励或受内部流体压力波动引起振动产生的辐射噪声对整机影响很大。

(4)动力传动系统及液压系统噪声还不是装载- 14- 机的主要噪声源，但随着工程机械降噪措施的增加，装载机上其他方面噪声水平的下降，其所占噪声的比重将会增加，动力传动系统的噪声源有：变速器、传动轴、轴承、液压泵、液压马达。传动系统的噪声复杂，对整机的噪声效应不容忽视。

(5)风扇所产生的噪声在装载机噪声中占25%左右的比例，风扇高速转动时从发动机护罩和风扇的间隙处流向热交换器的气流与散热的主气流相互撞击，形成较大的空气摩擦噪声。

2 国内某型装载机原始噪声试验及结果分析进行装载机原始噪声试验可对装载机的现有噪声水平进行摸底测试，确定降噪目标，提出合理的降噪措施及建议。

样机的原始噪声试验使用B&K传声器、数据采集仪、笔记本电脑等测量噪声的声压级。试验主要在以下几种工况下进行：(1)装载机不行驶、不作业，发动机额定转速，控制风扇转速。(2)装载机低速行驶、不作业，发动机额定转速，控制风扇转速。

(3)装载机高速行驶、不作业，发动机额定转速，控制风扇转速。每-种工况下测量整机左右侧7 m和司机左右耳边的声压级，并对结果进行分析。试验数据如表 1所示。

由表 1中的数据可知：(1)风扇处于高速、中速挡位时，无论处于何种工况下，各测点的声压级都较高，不能满足技术条件 88 dB(A)的规定。

(2)风扇处于低速挡位时，在以上 3种工况下声压级较低，基本能达到技术条件的要求。但在高速行驶时整机左右侧不能达到82 dB(A)的要求。

(3)装载机行驶时声压级比不行驶时高 1～2 dB(A)，并且随着行驶速度的增加，声压级变大。

由于装载机工作时冷却风扇多在较高的挡位下工作，由以上数据做出风扇高速挡时司机左右耳边和整机左右侧的噪声柱状对 比图如图 2和图 3所示。

由图 2、图3可知：(1)风扇处于高速挡位时，在装载机分别处于不行驶、低速行驶及高速行驶 3种工况下，驾驶台右侧声压级比左侧高 1-2 dB(A)，比技术要求的声压级高 4-5 dB(A)。

表 1 国内某型装载机原始噪声试验结果检测结果/dB(A) 技术条件规定 装载机状态 测点位置风扇高速 风扇中速 风扇低速 /dB(A)司机左耳 9l3 89.8 86.1≤88不行驶 司机右耳 92.7 91.0 87.7不作业 整机左侧 7m 82-3 79.6 77.2≤ 82整机右侧 7m 86-3 83.9 80.0司机左耳 91.5 89.4 87.7≤88低速行驶 司机右耳 92.4 90.4 88-3不作业 整机左侧7m 82.6 82.1 79.3≤82整机右侧7m 88.2 85.0 79.7司机左耳 91.2 89.5 87.4≤88高速行驶 司机右耳 92-3 90.6 88.61 不作业 整机左侧 7m 86.2 84.3 82.6≤82整机右侧 7m 89.1 87.7 83.4/、.，∞ 忆， .、 、 - ∞ 忆圈 司机左耳 司机右耳 圈技术条件不行驶 低速行驶 高速行驶图2 风扇高速挡时。3种工况下司机左右耳边原始噪声对比图整机左侧7 m圈整机右侧7 m豳技术条件863 86.2 ：：：2：：. 月 目82HHH82 82i82.3 ：落 HH不行驶 低速行驶 高速行驶图3 风扇高速挡时，3种工况下整机左右两侧原始噪声对比图- 15- ∞ 镐 &j 舳 (4)采用密闭机罩。噪声的声波在传播过程中经常会遇到障碍物，这时声波将从-种媒质入射到另-种媒质中去。由于两种媒质的声学性质不同，- 部分声波从障碍物表面上反射回去，而另-部分则入射到障碍物中。利用介质不同的特性阻抗可以达到降噪的目的。在发动机安装部位或其他噪声源集中部位安装密闭机罩，可切断噪声传播途径，降低噪声向外辐射的水平。

(5)液压和传动系统优化设计。首先提高轴承的加工精度，尽量使用斜齿轮并对齿轮进行修缘，在变速器和变矩器等传动部件与车架之间设置减振块，避免刚性连接。采绕算机仿真技术，优化液压系统，降低液压系统的冲击噪声。

4 结束语装载机的噪声源较多且复杂，从装载机的噪声来源、特点及国内某型装载机的原始噪声试验出发，在冷却风扇结构、吸声材料选娶发动机选型等方面采取综合降噪措施，可在-定程度上降低整机噪声。