自走式青饲料收获机噪声测定结果影响因素分析

（农业农村部农业机械试验鉴定总站，北京 100122）

饲料收获机是指用来收获或收集牧草、豆秧、玉米、高粱等农作物，把作物切成碎段并把碎物料送到物料箱或单独的挂车内的农业机械。GB/T 14224-1993《牧草和青饲料收获机械分类及术语》中3.1.10条定义青饲料收获机，是指能在田间进行切割、切碎和抛送青饲料作物的机具，按与配套动力连接方式，可分为牵引式、悬挂式及自走式。自走式青饲料收获机因其作业效率高、质量好、操作性好，广泛应用于各大牧场，市场占比连年增加[1]。

驾驶员耳位噪声是自走式青饲料收获机安全性能的重要指标之一，其大小直接影响到使用者的听力及身体健康。为科学评价自走式青饲料收获机噪声性能，提高检测结果的准确性，有必要归纳自走式青饲料收获机噪声产生的原因，本文在JB/T 6268-2015《自走式收获机械 噪声测定方法》标准试验方法基础上，从试验条件、机器状态、测量人员操作、测量仪器等方面，分析影响噪声测量结果的因素，并对主要影响因素进行测量不确定度评定，从而为提高检验结果准确性提供科学依据[2]。

1 自走式青饲料收获机噪声产生原因

1.1 自走式青饲料收获机工作原理

自走式青饲料收获机主要由割台、喂入机构、切碎机构、铡切抛送机构、机架、行走机构、发动机、底盘和驾驶室等部分组成。作业时，机器沿玉米等青饲作物垄方向前进，割台上的切割器将青饲作物割下，通过输送装置进入切碎装置进行切碎，最后由抛送装置将切碎装置切下的青饲料切碎物抛入收获机后面或侧面的运输车内。

1.2 噪声产生的主要原因

自走式青饲料收获机作业时，产生噪声的主要原因来自以下四个方面：①发动机噪声（青饲料收获机大多选用柴油发动机），主要来源于柴油燃烧、发动机振动及配气机构、齿轮室及活塞连杆机构的敲击和进、排气门开关等产生的噪声；②液压系统及电器设备噪声，主要来源于液压油缸、液压泵体、液压阀以及液压管路中液压油体流动等产生的噪声，冷却风扇、空调设备工作时产生的噪声；③动力传动系统噪声，主要来源于机器离合器、万向传动装置、驱动桥（包括主减速器、差速器和半轴）等传动部件连接配合时产生的噪声；④工作装置噪声，主要来源于割台、切割器、喂入装置、输送装置、切碎器、抛送器、籽粒破碎等产生的噪声。

2 自走式青饲料收获机驾驶员耳位噪声试验方法

2.1 机器状态

所测样机应符合制造厂规定的技术参数，并在使用前已按使用说明书规定进行试运转。试验过程中样机要保持在标定转速下运转，切割、切碎、籽粒破碎等田间作业机件应在作业条件下运转，但不能有作物和物料通过。

2.2 气象条件

按JB/T 6268-2015标准方法规定，气温应在-5～35℃范围内，离地表1.2m处的平均风速不大于5m/s。测试期间背景噪声（含风的噪声）级应比测量噪声级至少低10dB（A）。本文所有测量过程在以下气象条件进行：温度22.4～23.9℃、湿度71.5%～73.8%、风速0.1～0.35m/s，测量时背景噪声级比测量噪声级至少低10dB（A）。

2.3 声学环境

按JB/T 6268-2015标准方法规定，测试场地应平坦、空旷，在离测区中心半径50m的范围内，不应有建筑物、实心围墙、树、机器、设备和车辆等反射物。驾驶员耳位噪声测试场地应是矮草地或土地。本文所有测量过程在周围平坦、空旷、矮草地上进行。

2.4 测量仪器

本次测量所需仪器有气象监测仪、耳位噪声测量用头盔和声级计。试验用仪器设备应在有效检定周期内，测量时应按规定先对声级计进行校准。

2.5 试验过程

按JB/T 6268-2015标准方法规定进行。测量时，将声级计传声器放在座位中心面一侧250mm±20mm处，传声器轴线应水平，膜片应朝前。传声器中心应位于驾驶座标志点上方700mm±20mm、前方100mm±20mm处。在机器运转稳定状态下，将声级计设置在“A”计权和“慢”档进行测量。进行三次测量，每次测量间隔时间不小于5s。在一定测量条件下，如果测得的A计权声压级的结果差异大于3dB，应继续进行测量，直至三次连续测量的读数差异在3dB以内，取三个读数的算术平均值作为测试结果。

3 影响噪声试验结果因素分析

3.1 试验条件

温湿度、风速对噪声测量仪器及结果准确度有一定影响，测量时若温湿度、风速变化差异太大，将会降低测量仪器使用稳定性，导致结果误差过大。对于背景噪声，测量时机器噪声和背景噪声将进行叠加，若背景噪声过大并超过测量噪声级10dB（A），将导致结果失真，机器所测噪声将大于其真实值。此外，声学环境也会影响机器噪声测试结果，当试验场周围有建筑物、实心围墙、树等反射物存在时，声波将发生反射，反射后的声波在反射物结构中相遇被抵消，导致测量结果变小。因此，在每次测量时试验条件要稳定并符合标准方法规定要求。当测试条件达到要求时，环境条件对测量仪器及结果的影响可忽略不计[3]。

3.2 样机状态

噪声试验应在机具正常作业状态下进行，因此试验时机器发动机转速应调至标定转速恒定，最高转速或者低于标定转速均不属于正常作业状态。经本文1.2分析，机器工作时，发动机、动力传动系统、各工作装置等均是机器噪声的主要来源，若出现机器发动机异常、转速不恒定，动力输出将不稳定，从而影响整机各部件工作，使得各噪声源所产生噪声异常，导致所测机器噪声结果误差大、不准确，无法反映其实际情况。因此，在每次测量时应确保发动机在标定转速并保持恒定，各工作部件正常工作无异常，这时，发动机、动力传动系统、各工作装置等对测量结果的影响可忽略不计[4]。

3.3 测量人员操作

测量人员操作对测量结果的准确性有直接影响。测量人员操作主要包括人工仪器操作和仪器示值读取，在每一次测量时，人员操作与测量结果准确度直接相关的是仪器操作引入的误差和读取仪器数据引入的误差，因此测量人员操作是影响噪声测量结果的主要因素之一。为进一步分析测量人员操作对噪声测量结果的影响程度，本文对测量人员操作引入的误差进行不确定评定。

表1 驾驶员耳位噪声重复性测量结果

重复性测量引入的不确定度采用贝赛尔法按式（1）进行评定：

3.4 测量仪器

测量时，仪器示值和仪器分辨力也是影响测量结果准确度的主要因素，这是由于测量仪器本身不够精密所造成的，属于仪器误差。因此，本文对仪器示值引入的误差和仪器分辨力引入的误差进行不确定度评定，分析两者对噪声测定结果准确性的影响程度。

4 结论

（1）影响自走式青饲料收获机驾驶员耳位噪声的因素有试验条件、样机状态、测量人员操作和测量仪器。

（2）经分析，测量人员操作、仪器示值和仪器分辨率是影响驾驶员耳位噪声测量结果的主要因素，通过对上述因素进行不确定度评定可知，测量人员操作对测量结果的影响最大，仪器示值误差和仪器分辨力的影响次之。因此，在进行自走式青饲料收获机驾驶员耳位噪声测定时，为提高测量结果准确性，建议测量人员了解并熟练掌握测量仪器的操作方法，适当增加测定次数减小人为操作误差，选择精度高的试验测量仪器进行试验，以确保测量结果真实、有效、可靠。