船舶轮机振动噪声控制研究

付作林

摘要：船舶轮机在运行过程中由于设备质量的问题，从而产生一定的噪声，对周围的环境造成一定的影响。如今随着社会对生态环境保护的重视程度提高，船舶轮机振动噪声对生态环境造成的影响不可忽视，需要采取一系列降噪措施减少对生态环境的损害。本文对我国船舶轮机的隔振现状进行介绍，在本文最后提出一系列的隔振降噪措施，期望能对船舶轮机振动噪声控制有一定帮助。

关键词：船舶轮机；振动造成；控制措施

引言

船舶轮机运行中产生的噪音与船舶设备的运行情况有密切关系，在保证船舶设备运行正常的情况下，减少噪音的产生，保护生态环境是当前船舶公司的重要任务。随着科学技术的不断发展，我国在船舶轮机隔振降噪方面的技术愈发成熟，越来越多的隔振技术应用于降噪工作中，从而有效的降低船舶运行中噪声的影响，保护周围生态环境。

一、我国船舶隔振现状

改革开放四十年以来，社会经济和科学技术得到了充分的发展，国家和政府加大对船舶轮机相关设施的经费投入，鼓励科研人员加强对船舶轮机振动噪声控制的研究。除此之外，我国船舶业企业借鉴西方先进经验，引进欧美相关方面的技术设备，在船舶轮机振动噪声控制上取得了一定成就。表现如下：

1.1认知水平提高。新世纪以来，不仅国家和政府倡导工业行业要减少噪声污染，而且船舶行业也认识到控制船舶噪声的必要性和重要性。船舶轮机的噪声程度成为划分船舶质量的尺标，建造新的船舶在噪声控制上也要达到一定的标准。

1.2领导层战略决策上的重视。船舶业企业的领导者及高层管理者将船舶轮机振动噪声控制纳入未来的企业战略中，提出加大隔振降噪技术的研究，自上而下实现企业的变革和发展。

1.3人才队伍建设。为响应社会和企业的需求，理工类高校陆续增加船舶专业，开设轮机隔振降噪相关课程。在专业的指导教师的培养下，为船舶轮机振动噪声控制输送大量的专业化人才。

1.4研发新材料。在科研人员的努力下，新材料如雨后春笋般涌现，为船舶轮机振动噪声控制打开了新局面。新的消声器在性能上比传统的消声器更好，消减船舶各机械设备的噪音效果更佳。

二、船舶轮机振动噪声原因分析

船舶轮机振动噪声产生的原因是多样的，比较复杂，对于船舶轮机振动噪声的控制，需要进行系统性的控制。找到因果关系，透过现象看本质，此外船舶轮机振动噪声控制必须要以实践为主，这样才能够提高船舶轮机振动噪声控制水平。一般而言，以下四种情况会导致振动噪声的产生：

2.1船舶轮机设计不足。设计人员在声学设计上不合理，没有达到平衡标准从而产生振动噪声。

2.2机械设备出现故障。船舶轮机内部的机械设备多是铁制的，长时间受蒸汽影响容易生锈，影响机械设备的正常运转，摩擦产生噪音。另一种情况，大型机械设备的零部件缺失也会产生较大的振动噪声。

三、各种隔振降噪技术在船舶轮机中的应用

隔离振动是控制振动噪声的主要手段。隔离振动主要是在声音的传播渠道上进行阻碍，降低振动噪声。

3.1常见的隔振方法

（1）减振浮筏装置。传统的隔振方法是使用双层隔膜，但双层隔膜也存在明显的不足。双层隔膜只能与一台机械设备相互配合工作，因此控制噪声的效果大幅度下降。上世纪以来，科学研究的发展使得减振浮筏装置应运而生。减振浮筏装置突破了传统双层隔膜的局限性，更具有竞争性优势。减振浮筏装置允许多台机械设备同时安装在一个公共的中间质量上。其体积、重量以及占地空间更小，更适合空间狭小的船舶。

（2）低速船用主机隔振。低速船用主机隔振是近年来的一种新兴技术，由于技术的不成熟也存在一些问题。速度较低的柴油机，尤其是船用主机，对弹性度提出了更高的要求。同时要求较低的固有频率，这加大了设计工作的难度。除此之外，当航海环境自然条件险恶，主机隔振的稳定性较低，影响船舶的安全航行，这一直是一个难题。早在我国船舶业发现许多年前，欧洲航海业发达的荷兰、英国等国就低速船的稳定性差的问题进行过研究。从客船开始入手，对客船轮机进行更合理的组合。针对运行速率功率较高的柴油机安装减振设备。

3.2船舶轮机内器械设备管道隔振

管道是船舶轮机中最基础的器械设备。做好管道的隔振工作，是控制船舶轮机噪声的突破口。管道相互连接，形成一个完整的系统，振动噪声也会在相连管道之间传播。新型的管道材料，有金属管和橡皮管。金属管在承受的压力、温度上性能更好。橡皮管与以往的管道相比，更富有弹性，减少振动噪声的产生。

弹性度高的管道柔韧性更好，不容易出现断裂、漏洞。选用高弹性的管道有助于抑制噪音的传播，降低噪音的振动幅度。高弹性设备对于减轻冲击、缩短位置移动、保护轮机有也一定的作用。研究表明，弹性支撑设备能够将管道最大位移值增加到50mm。总的来说，保持设备的弹性度，对于减少振动噪音和保护机械设备抵抗冲击都具有重大意义。我国大型国企加大了对管道减振降噪方面的研究，发明新型的减振原件。比如多球体橡胶性接头和减振阀门还有阻尼弹性吊架。与此同时，加强对管道系统振动噪声机理的理论创新。政府拨款鼓励支持科研，建设大型船舶轮机研究基地。

3.3船舶轮机噪声控制方法

（1）隔声技术和隔声罩。隔声技术是控制船舶轮机噪声最常用的一种技术。浮动地板在隔音上发挥重要作用，隔声集控室可以扩大隔音范围，在30dB附近波动。船舶在选择隔声罩时要考虑船舶自身设备和条件。隔声罩以其使用范围为划分依据，有半隔声罩和全隔声罩，另一种局部隔声罩应用最为普遍。

（2）阻尼降噪。阻尼降噪指在传递过程上进行控制，降低能量振动幅度，抑制和阻碍振动噪声传播。解决振动能量传递和结构的声辐射问题，常用的方法有分别是源头控制、声源和辐射面隔离以及降低辐射面的辐射效率。

（3）消声降噪。消声器的适用范围广，比如老百姓的摩托车上也会安一具消声器。在船舶中，排放气体的管道、通风口乃至供娱乐的电视机都适合安装消声器。柴油机是发动船舶的核心部位，是船舶的马达。要解决船舶轮机的噪声问题，必须从柴油机着手。一般而言，船舶用来装货或承载旅客，内部船舱空间有限。而且，柴油机运行功率大、体积大、占地面积大，挤占了消声器的空间，影响消声器的安装。因此，相关设计人员既要考虑消声量，又要考虑阻力损失，实现两者的统筹兼顾。适用于柴油机的消声器存在一些问题，相关人员正致力于科学研究以弥补消声器的缺陷。

结语

控制船舶轮机的振动噪声，加强相关方面的研究，对政府、船舶业、船舶企业的发展至关重要，具有多方面、全方位的意义。从微观层面来看，减少船舶航行途中的噪音，为船上的工作人員或观光游客创造了一个更好的环境；从中观层面来看，控制船舶轮机振动噪音，延长轮机使用寿命，提高轮机的效能；从宏观层面来看，有利于减少噪音污染、保护生态环境，符合国家战略层面的要求，体现了船舶业承担相应的社会责任。对船舶业而言，船舶轮机振动噪声控制任重而道远，在未来的十几年，要加大科研投入，在技术上更上一层楼。

参考文献

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[2]张智霖.船舶轮机常见的振动噪声原因分析[D].上海交通大学，2017.

[3]陈国坤.船舶轮机振动噪声的主要控制手段与新技术应用[J].浙江科技学报，2017，34：35-36.

（作者单位：湖北海洋工程装备研究院有限公司）