平地机噪声改进测试研究*

冯宗军

(广西柳工机械股份有限公司，广西柳州 545007)

1 现状分析

目前国外工程机械朝着智能化、人机工程一体化发展，对驾驶人的舒适性操作研究也逐渐深入开展，其中驾驶平台的环境噪声辐射研究及相关标准要求也越来越高，我国近几年，通过技术标准体系的完善，对工程机械司机位置处的噪声限值和机外辐射噪声提出了新要求，是顺应环境发展的要求。

近几年，中国平地机产品发展迅速，以徐工集团、天津鼎盛工程机械有限公司及广西柳工机械股份有限公司为代表的国内品牌平地机逐步在国际市场上与国际世界品牌参与竞争，缩短了与国外产品的差距，产品质量和可靠性得到大幅提升。但目前我国平地机产品的噪声控制水平与国际品牌相比，仍有一定差距。如何提高我国平地机降噪水平，同时结合国家强制要求实施，是每个制造厂都必须面临的问题。平地机也是道路施工的工程机械，筑路机械的减振与降噪［1］研究也尤为重要。

为进行较好的研究平地机噪声现状，以及为提出一般综合控制策略提供依据，进行了产品样本研究。根据GB 16710—2010新标准要求，本试验研究进行了以司机感观噪声较大的产品样本进行测试，以不同阶段排放技术发动机的平地机整机进行样本研究，分别以不同的标定功率研究测试，主要进行机外辐射以及司机耳边左侧及右侧进行测试。

表1中，采取了对应国标限值分别进行了不同排放阶段标准共2个发动机标定功率段、4个测试整机样本进行研究测试，测试研究发现在测试样本中，产品机外辐射噪音基本符合要求，存在主要问题是驾驶室内司机耳边的左右侧噪音，表1所列测试表明，司机耳边的左右平均超出限值标准1～2 dB(A)。

表1 改进前司机耳边噪声现状

因此，为更好进行噪声控制，符合国家规定噪声控制要求，减少平地机对操作司机的影响，有必要进行平地机主要噪声影响研究改进分析。

2 噪声源的研究分析

根据噪声传播的机理一般为:从噪声源经传播途径到受声者，有必要进行噪声源调查，然后根据传播途径隔绝或降低。

由于平地机主要动力源来自发动机，发动机为传动系统、液压系统提供动力输入，由于动力系统、传动系统及液压系统均为旋转机构，这些均会产生较大的振动噪声传播，甚至产生共振能量叠加现象而传递到驾驶室从而影响司机受声。而柴油机的噪声通常呈现的中高频噪声，燃烧噪声和表面振动辐射噪声，这些噪声源在平地机整机来说一般只影响机外辐射值，上述表1说明，平地机整机机外辐射基本满足要求，目前存在需要改进的是司机耳边噪声，进一步对平地机初发动机以外的其它旋转系统及机构产生的振动噪声及传播路径到达司机耳边的过程，才能进行有效降低控制。

根据标准测试条件要求，一般司机耳旁噪音的测试条件为发动机最高转速进行确认，为了研究综合噪声源整治过程，利用声强测量在进行整机发动机启动到最高转速时进行了过程测试，声强法具有很好的抗背景干扰能力［2］。

通过噪声云图测试发现(见图1)，在发动机启动后的整个过程达到2400转时出现一个最高噪声峰值。

图1 司机耳边噪声云图

为了确认噪声源主要从平地机哪个部位及哪个部件产生影响较打，用频谱测试对司机耳边再次进行频谱测试(见图2)。测试发现达到2400转时，存在一个呈现明显的低频噪声源为主要传递噪声。

通过综合分析传动系统、液压系统及结合(见图2)。初步判断低频噪声为液压系统的旋转噪声，为液压元件齿轮固有噪声传递［3］。

图2 司机耳边频谱测试图

为进一步验证此噪声源对司机耳边的影响，分析了液压系统的管路布置及管路走向，进行了液压管路与驾驶室的安装隔离前后测试对比。

在隔离后测试表明，司机耳边噪声明显下降，因此，表1的测试研究样本中司机耳边的噪声超值主要是驾驶室相关的液压振动传递噪音引起，在系统布置及选型定型情况下，有必要进行驾驶室降噪综合整治，在传播途径方面采取措施。

3 平地机噪声的综合整治分析

基于上述研究样本，为达到综合整治及降低司机耳边的噪音辐射，进行平地机的噪声控制策略如下。

3.1 采取低噪音发动机及相关液压元件

此策略为控制噪音源办法，目前许多国产发动机机都在设计制造阶段控制发动机的噪声:增加预喷射减少燃烧噪声，增加机体刚度减少机体的表面振动噪声，采用复合板油底壳增加阻尼减少油底壳辐射噪声等。增加机体刚度来减少机体的表面振动噪声［4］。

液压元件与传动元件在选型综合结合发动机自身的基频噪声，尽量避免振动噪声的共振叠加，产生更大的能量辐射。

3.2 对噪音传递途径采取衰减措施

平地机一般为铰接式车架，驾驶室有布置在前车架或后车架，无论哪种方式，只要采用液压助力转向操作系统，在驾驶室均存在液压噪声传动以及发动机的噪音辐射。

在减少发动机的噪声辐射措施上，国内产品均采取机仓隔离技术，其目的是根据声压或声强将随着传播距离的增加而逐渐衰减，噪音声波在传播过程中经常会遇到机罩而衰减。

对驾驶室的噪声隔离衰减有许多措施，通常根据驾驶室结构，可以采取增加阻尼材料，提高一部分降噪效果。当声波通过这些多孔阻尼材料时，由于材料本身的内摩擦和材料小孔中的空气与孔壁间的摩擦，使声波能量受到很大的吸收并衰减，这种吸声材料能有效地吸收穿透性较强的高频声能。

对于驾驶室相关管路、支架进入通道，可采取密封尼减小缝隙而减少噪声。另外，针对液压系统的振动噪声可以采用一定的隔子振措施。实践证明，在系统布置及选型定型的情况下，这种隔振、减震使噪源衰减降噪效果较好。

综合分析，在平地机的多路操作阀与安装支架之间增加有效的减振垫以及增加较牢固的液压管夹，可以衰减液压噪声源往驾驶室的传播。

在采取上述噪声控制整治策略并改进实施后，再次进行研究对比测试，如表2所列，测试表明进行多种综合降噪措施后，进入驾驶室到司机耳边的噪声影响达到有效的衰减效果。产品整治后，司机耳边噪声辐射平均降噪3～4 dB(A)。

表2 整治改进后的测试效果评估

4 结语

噪声控制在工程机械行业研究已有多年，但由于工程机械品种繁多，不同的产品有不同的整治与控制策略，在降低噪音问题上，需要从技术、经济和效果等方面进行综合考虑，在考虑技术、经济成本可达情况，以最佳效果为评价目标进行的策略最好。显然，不同的产品不同的技术领域对噪音的控制要求是不一样的，本文结合平地机噪音样本研究提出了一般综合整治与控制测量，有助于提高产品技术竞争力。

［1］ 冯忠绪.筑路机械减振与降噪技术的研究进展(上)［J］.工程机械，2012(2):1-5.

［2］ 蒋真平，周守艳.工程机械噪音与控制分析［J］.建筑机械，2007(7):79-82.

［3］ 吕正农，刘 杰.外啮合齿轮泵产生噪声的原因及解决方法［J］.流体传动与控制，2008(3):47-48.

［4］ 谢 娟.工程机械的噪音污染与控制［J］.筑路机械与施工机械化，2008(6):76-78.