单缸柴油机试车线降噪技改设计与实施

周旭晖

（常柴股份有限公司，江苏常州　213002）



单缸柴油机试车线降噪技改设计与实施

周旭晖

（常柴股份有限公司，江苏常州213002）

摘要：在单缸柴油机生产中，环形试车线形式因其具有较高的生产效率和良好的经济性而被广泛采用，但操作工人长期处于高噪音的环境中对身体具有危害性。通过对试车区域分区隔断降噪处理技改方案的实施，使得试车噪音得到了极大的下降，并使试车周边的环境噪音指标符合工业企业噪声卫生标准，从而确保了工人的职业健康。

关键词：柴油机制造；环形试车线；降噪技改

噪声的危害与降噪的必要性

柴油机生产企业的试车车间，是一个高噪声区。人们在较强噪声环境下暴露一定时间后，会出现听力下降。长期接触80dB（A）以上噪声，听力就有可能受损害;在大于90dB（A）的环境中工作10年将有20%的人出现耳聋，而大于95dB（A）耳聋的比例将超过20%。人从高噪声环境回到安静场所停留一段时间后听力还能恢复，叫暂时性听阀偏移，也叫听觉疲劳。但长年累月地在强噪声环境中工作，长期不断地受高强度噪声刺激，听觉就不能复原。内耳感觉器官会发生器质性病变，导致所谓噪声性耳聋或永久性听力损失。噪声不光影响工人的听觉系统，而且对心血管系统、消化系统、神经系统和其他脏器也有影响及危害。如神经系统方面，神经衰弱症是最明显的症状，噪声引起失眠、疲劳、头晕、头痛、记忆力减退等症状。噪声引起的心理影响，主要是使人烦恼、激动、易怒。

因此，对柴油机调试试车车间进行降噪设计或降噪改造是非常必要的，以确保工人的职业健康。

2　　柴油机试车线现场噪音源分析与测量

（1）噪声源分析。试车生产区域内噪声源为柴油机，其因测试要求而连续地工作也就持续地产生噪音。柴油机的噪声由排气噪声、进气噪声、燃烧噪声、机械噪声等组成。噪声的产生机理大致如下：①排气噪声是由高压燃烧气体排除的压力脉动气流以及在排气管中向大气高速排放时的强烈压力波所引力的，是柴油机器声中最强的噪声。②进气噪声在总噪声中占有较重要分量，比排气噪声略低。进气噪声与进气管的长度，气缸盖的尺寸，空气过滤器有关。③燃烧噪声是柴油机吸入空气的喷射燃油后的一段时间内燃料迅速燃烧并释放大量热量。由此使气缸的压力急剧升高，冲击燃烧室的气缸盖、活塞和曲轴等，激发强烈的振动，而通过机体表面辐射产生的声音。④机械噪声是柴油机每一工作循环中，部件运动所发生的机械碰撞，所激起结构振动而发出的噪声。

（2）试车线现降噪条件与效果分析。常柴公司单缸机厂现有多条如图1所示环形试车生产线，试车线矩形车间内墙体表面做了简单的声学处理，采用了木质吸音板，但壁面多数还是一些硬质紧密的材料，如玻璃面、钢板面、水泥地等，这些材料与空气的特征阻抗性相差很大，很容易产生声波的反射和透射。柴油机声源向空气辐射传播时，接收者听到的噪声由直接传播的直达声，以及一次和多次反射造成的混响声。由于直达声和混响声的叠加，增加了接收者听到噪声强度，同一噪声源设备，在室内和室外（实际噪声值相同），但感观噪声值在室内比室外噪声值高很多，这都是声音混响叠加造成的。

图1　环形试车生产线示意图

（3）试车线现场噪声值测量。改造前，对试车线测试工作现场进行了噪声测试，在进行某机型测试时的现场噪音测量值如表1所示（测试点的位置示意如图1所示）。从表1结果可以看出，柴油机满负荷时噪声最高达到114dB（A），柴油机停车区域噪声100～103dB（A），柴机起动区噪音在104dB（A）左右，且现场声音混响较为严重。

表1　试车线在进行某机型测试时现场噪音测量值单位：dB（A）

3　　技术改造方案及设计

要想降低现有产品噪声源的噪音，即降低单缸柴油机工作时发出的噪音，需要对产品进行设计更改甚至更新换代，难度很大。所以我们从改善测试工作环境的角度，通过技术改造，可以较快地取得改善工作环境、达到降低工作环境噪声的目的。确定技改方案原则是，经噪声治理后，员工上线操作区及柴油机停车区外噪声不高于82分贝，以达到《工业企业噪声卫生标准》。同时要满足生产流程的需要，不破坏整体的工艺流程走向。为此主要采取的措施是对原整体开放式的试车区域进行分区隔断，局部治理，总体下降噪声水平，确保周边工作环境合格。

（1）试车区域墙体降噪吸声结构设计及材料选择。在墙体上采用钢骨架，表面覆盖钢板网及容重分别为24kg/m3、48kg/m3吸声材料，最后墙体外表采用￠2孔的铝制穿孔板，既有利于吸声降噪，也利于日常的清洁保养。墙面吸声结构示意图如图2所示。

图2　墙面吸声结构示意图

（2）分小单元隔断设计。总体平面区域方向在柴油机起动区及柴油机停机区设置高3m、宽5.2m隔声隔断6堵，形成独立隔断空间，隔声隔断厚150mm，结构为：铝质压条+铝质吸声孔板+防油烟层+防尘层+100mm厚吸声填料层+吸声框架+隔声框架+阻尼层+外层隔声穿孔板，为方便操作及观察，并设有隔声观察窗及隔声门扇。试车区域柴油机起动区及停机区的隔断平面示意图如图3所示。柴油机起动区设置长9m，宽2.5m，高2.5m，柴油机停机区设置长5m，宽2.5m，高2.5m隔声降噪通道（部分可拆卸），以使柴油机调试检测噪声影响上线处及停车区外噪声82dB（A）以下，隔声降噪通道设置上述隔声隔断后在靠生产线面再挂制吸声尖劈，以最大限度吸收噪声传播。

图3　柴油机起动区及停机区的隔断平面示意图

（3）试车线车间墙体设计。试车线车间墙体及顶面设置长35m、宽12m、高3m、厚100mm吸声墙体，紧贴车间原有墙体，顶部加装吊径龙骨，吸声墙体纵向结构示意图如图4所示，东面隔声墙安装2.5m×1.5m隔声窗，隔声室顶承受设备、维修人员行走等重量强度，隔声室顶承受7#风机搬运维修承重。

图4　吸声墙体纵向结构示意图

（4）吸音隔断墙设计。由于柴油机一直在生产线上循环运转，所以隔音室需预留出柴油机的进出通道，从而破坏了隔音室的密封性，使得隔音室的隔音效果降低，为了达到降噪的要求，在隔音室内部做吸音隔断墙，吸音隔断墙的结构为：1mm厚铝穿孔护面吸声板+50mm厚吸声棉+钢结构骨架+1mm厚铝穿孔护面吸声板。因为柴油机起动时的突发噪音值比较高，所以在柴油机起动区做二道吸声隔断墙，在另一侧柴油机停车区做一道吸音隔断墙即可，这样就把2个联通的隔音室分为了3个部分，柴油机起动区，运行区和停车区。最后在靠近隔音室前端的柴油机生产线通道口做隔音降噪通道，降低通道中传出的噪声。隔音降噪通道由轻质复合壁板和吸声尖劈组成，轻质复合壁板的结构为：1mm厚铝穿孔护面吸声板+100mm厚吸声棉+钢结构骨架+2mm厚镀锌板。吸声尖劈内置40K离心玻璃棉，外覆吸音阻燃护面布，里面的骨架进行喷塑处理。

（5）通风和照明系统设计。为了保证隔音室内的空气流通和照明情况，隔音室内应配备通风系统和照明系统；采取机械排风和自然进风的通风方式来增加隔音室内的空气流通量，排风口和进风口分别安装排风消声器和进风消声百叶，有效地降低室内通过空气流通向室外排出的噪声。室内均布节能照明灯来增加室内的可见度。试车室内通风降温进风可安装进风消声百叶窗，排风采用排风风机，配排风消声器，满足试车间进排风要求。照明采用22组2×40W及85W灯具，配置部分单相及三相插座，控制线路穿管及控制箱均采用暗敷。外侧安装维修护梯，试车区域内员工夏天降温采用现有墙体风扇并对线路进行改进。

4　改进设计后的效果及结果

改造前后的现场情况如图5、图6所示，对现场相应的测试点进行了噪声水平测试数据列表2。

图5　试车区域改造前

图6　试车区域改造后

表2　改造后试车现场的噪声值　单位：dB（A）

注：1、测试柴油机型号为L24；

2、测试仪器为丹麦B＆K2230型声级计。

经技改治理后，柴油机上线处、停车区隔音墙外1m× 1m×0.25m处，噪声82dB（A）以下，从而使得在该区域操作的大多数员工工作环境满足了《工业企业噪声卫生标准》的要求。而在测试直接接触柴油机区域的少量几个操作工，则通过生产安排，采用间歇式轮岗的方式，大大降低他们接触高噪声工作环境的时间，从而降低噪声对人体产生的危害，使得降噪技改取得满意的预想效果。

噪声对人体的危害是经科学证明了的事实，但由于我们生产的需要及技术水平的相对落后，既不能立刻淘汰目前广泛使用的单缸柴油机产品，也不太可能对生产环境进行大规模的重建。于是，在符合法律规定要求及满足员工的劳动保护要求的前题下，通过不淘汰市场需要的产品，又不大规模的重新翻建，通过适量资金投入进行技改，降低工作环境的噪音并通过合理的生产安排，从而降低噪声对劳动者产生的危害，是具有积极而现实的意义的。

The Design and Implementation of Noise Reduction Technology of Single Cylinder Diesel Engine Ring Test Line

ZHOU Xu-hui
（Changchai Co.，LTD.，Changzhou，Jiangsu 213002，China）

Abstract:In single cylinder diesel engine production，because of high efficiency and economic feature，circular test line form is widely used，whereas being in a high noise environment for a long time can seriously damage the operating workers' health. Through the implementation of test area partition noise reduction processing scheme，noise has been greatly decreased，and the ambient noise surrounding industrial enterprise is made to conform to health standard to ensure workers' health.

Key words:diesel engine manufacturing；ring test line；noise reduction technology

作者简介：周旭晖，男，大学本科，工程师。

收稿日期：2015-01-16

中图分类号：TK427

文献标识码：A

文章编号：2095-980X（2016）01-0017-03