平地机降噪的测试措施解析

平地机降噪的测试措施解析

薛二赛

徐州徐工筑路机械有限公司江苏省徐州市221000

摘要：为推进平地机产品的质量提升，满足平地机舒适性的更高要求，对某型平地机的整车声功率级和噪声频谱进行测试，并对其驾驶室振动及风扇端气流特性进行测试；分析该机噪声的主要来源，并针对主要噪声源提出降噪措施，对消声器、风扇、驾驶室和发动机护罩进行优化改进。试验证明，改进措施实现了降噪目的，为平地机产品质量升级提供了一定的理论和实践依据。

关键词：平地机；噪声频谱；降噪措施

引言

随着工程机械的发展，噪音控制要求日益严格。我公司某平地机新产品司机耳旁噪音超标较为严重，需要改进。对此我们分析噪音产生的原因，并对其实施了技术改进，效果良好。

1平地机产生噪声的主要原因及噪声控制技术

平地机噪声的形成受到多种因素的影响，主要因素包括空气动力、机械传动、液压三方面。平地机噪声从结构上可分为发动机系统噪声，如发动机本体噪声、进气噪声、排气噪声及冷却风扇噪声等；传动系统噪声，如各传动部件的连接配合引起的噪声、发动机带动车架振动引起的噪声及附件安装不合理引起的噪声等；液压系统噪声，如齿轮泵、液压阀及管路振动引起的噪声等。进行噪声治理，首先要找出主要噪声源。频谱分析法是识别噪声源的基本方法之一，也是最重要的方法，即通过频谱分析，找出噪声源，进行噪声治理。根据噪声产生和传播的机理，噪声控制技术主要有3种：1）对噪声源的控制；2）对噪声传播途径的控制；3）对噪声接受者的保护。其中对噪声源的控制是最根本、最直接的措施，但是由于平地机的复杂性及实际应用情况，对噪声源难以控制，因此就需要在噪声传播途径的控制方面采取措施，如吸声、隔声、消声、减振及隔振等。

2降噪措施改进方案及实施

2.1减振

针对合作大学老师提出的发动机隔振方案，即将发动机和与发动机直接连接的所有动力设备进行统一隔振，并考虑在两个水平方向的限位方案，分析认为：由于平地机所处工况较差，刚性要求较高，同时考虑成本问题，本项措施可暂不实施，若采取其他措施后整车噪声达标，则不必考虑发动机隔振，否则需实施本项隔振措施。

2.2发动机排气消声器

原产品上消声器安装与否其噪声值仅相差8dB（A），因此需重新选择阻抗复合式消声结构，目标：消声器的插入损失应≥15~20dB（A）。但由于空间结构限制，给选型增加了困难。我公司联合消声器生产厂家，利用既有条件，提出改进方案，对消声器的性能参数、结构尺寸、安装方式等明确详细要求，定制了一种阻抗复合式消声器。该型消声器在管道壁上内置阻性吸声材料，又通过改变管道面积，使得声波在管道中发生反射和干涉现象，有更好的降噪性能，在整机上实施后降噪效果明显。

2.3冷却风扇

由于排风通道设计的复杂性，优先考虑采用低噪声风扇的方案，根据所需要的风量和风压，通过比较分析，重新选择了低噪声风扇。现有风扇为42599型风扇，所配新风扇为韩国进口MD9-CCW型风扇。MD9-CCW型风扇在2000r/min时的风量与42599型风扇在2300r/min时的风量相等，但噪声明显低。在同样转速下，新配风扇风量更大，噪声更小（在保证同样的风量风压下，如果转速再降低一些，相应的噪声还会更低）。试验证明，某型平地机更换风扇后降噪效果比较明显。

2.4隔音的方法

首先发动机机罩对发动机包裹要尽可能严实，也就是说发动机机罩上用孔洞的地方，孔洞面积尽量要小；其次驾驶室密封性提高，有缝隙存在的地方做好密封处理，比如驾驶室地板上的过线孔、操纵台等地方。如图2所示。应用上述方法以后，平地机司机耳旁噪音由91.5dB降低0.3dB。此时噪音仍然不满足要求。通过仪器测量，发现存在两个主要噪音源；液压泵和多路阀，它们对司机耳旁噪音贡献度最大。分析认为，由于驾驶室减震垫匹配的不合适，没有有效隔离外界振动，液压泵的振动经过减震垫传入驾驶室，引起驾驶室地板振动，进而发出噪声。其次，液压系统采用开式回路，液压泵为齿轮泵，齿轮泵不断地输出压力油，经过多路阀到达各种执行元件或返回液压油箱。因为液压油流量是波动变化，引起多路阀的振动，而多路阀的振动会带动驾驶室底板的振动，进而发出噪声。为进一步降低司机耳旁噪音，需要处理各种引起驾驶室地板振动的因数，采用减震垫可以有效衰减零部件的振动。针对以上因数，我们采取了以下措施：驾驶室的减震垫重新匹配选型，选择合适的减震垫，有效隔离或衰减液压泵产生的振动。多路阀安装位置从驾驶室地板底部移开，通过胶垫安装在前车架的支架上。这样多路阀产生的振动先经过多路阀的胶垫传到前车架，再经过驾驶室的减震垫才能传到驾驶室。如图3所示。液压泵的安装支座原先是直接安装在前车架上，现在增加减震垫。液压泵的振动先通过减震垫传到前车架，再经过驾驶室的减震垫传到驾驶室。如图4所示。改进后的平地机经过测量，司机耳旁噪音由91.2dB降低到87.3dB，降低了3.9dB，达到了《GB16710-2010土方机械噪音限值》要求的88dB，改进成功。

2.5发动机护罩

（1）发动机护罩按降噪治理的要求重新设计制作，将原发动机段的透气孔取消，并要求生产部门在制作过程中严格控制实物尺寸；为方便护罩内吸声材料的安装，护罩由原来的玻璃钢护罩改为薄板结构件形式护罩。护罩改为薄板件后与车架的连接发生变化，同时由于油箱与护罩外观统一，所以与护罩相关的部件———油箱及车架的结构设计也随之加以改动。（2）为同时保证散热和吸声性能，在安装散热器的护罩段开小门，门上开孔，贴的吸声材料也为带孔的4mm阻尼板+带孔的50mm聚氨酯泡沫。（3）发动机与散热器隔板上贴的材料由原10mm厚铝箔改为30mm厚隔热材料+隔热铝箔。

结语

通过我公司技术部门降噪专题项目组与合作大学的密切合作，将高等院校的理论研究与我公司的生产实际相结合，针对某型平地机噪声问题提出了极具实际意义的改进方案。同时充分考虑成本和产品结构特点，在实践运用中进行变通和尝试，使改进方案更接近我公司的生产实际，在成本增加相对较小和对产品结构没有造成很大影响的情况下，实现了降噪目标。通过此次专题项目研究，提高了某型平地机的操纵舒适性，为该型产品的市场开拓提供了强有力的技术支持，也为以后相关产品的升级研发提供了一定的理论和实践依据。

参考文献

[1]焦玉元，王显飞，高原，等.平地机降噪的测试与分析[J].建筑机械，2015（11）：69-73.

[2]梁万福，黄鸣辉，刘浩，等.某型液压挖掘机驾驶室内低频噪控制方法研究[J].工程机械，2018（8）：11-15.