浅谈挖掘机驾驶室内噪音控制办法

王贵华 王维昌 王绪桥

摘要：文章对挖掘机产生的噪声来源进行分析，针对不同的噪声来源提出了风扇选择、发动机减振、驾驶室减振、结构件刚性加强等降噪技术措施，以供参考。

关键词：挖掘机;噪声;噪音控制办法

一、引言

挖掘机噪声的产生是由于机械设备运转时，部件间的摩擦力、撞击力或非平衡力，使机械部件和壳体产生振动而辐射噪声。机械噪声按声源的不同可分为三类：空气动力性噪声、机械性噪声、电磁性噪声。根据GB16710-2010土方机械噪声限值要求挖掘机驾驶室处低于80dB即可满足当前国标要求，但是随着时代的进步，驾驶员对环境噪音的要求越来越高，满足国标要求已经不能满足当前驾驶员的要求。控制挖掘机驾驶室内噪音成为当前主机厂研究的课题之一。挖掘机驾驶室内噪音来源于车外噪声源和振动源（如发动机、传动系统、进排气系统、冷却风扇、液压系统噪声等），这些噪声通过空气传播和结构振动两种方式进入驾驶室内，在驾驶室内形成不均匀的声场，主要分为：空气动力性噪声、机械性噪声，下面针对以上两种噪音浅谈控制办法。

二、空气动力性噪音控制办法

（一）风扇噪音的控制

挖掘机风扇厂家一般具有两款同配置的风扇，一款为普通型，相对成本较低，风噪大经济性好，另一款为低噪风扇，成本相对较高，但是产生的噪音相对较小。普通型风扇的叶片采用的材质一般都是塑料这种导热性能极差的材料，而低噪音风扇则选用铜铁等导热性能较好的材质。在风扇高速旋转的时候，叶片会因为受热而震颤，发出噪音。而低噪音风扇有效的改进了这一不足，它采用一些导热散热性能极强的材料，所以，即使风扇高速旋转，它的叶片也不会因为受热而剧烈震颤。稳定的旋转，使得低噪音风扇的静音性能进一步增强。以挖掘机20吨级为例，普通风扇6至7个叶片通常呈花瓣状分布，叶片并不在同一水平线上。而低噪风扇的叶片不止7片一般能达到9片左右，而且处于同一水平线上，这样的设计，会使叶片对空气的切割大大减弱，与空气的碰撞大大减小，这样的话，空气与叶片强烈碰撞所产生的噪音就会大大减弱，几乎听不到，一般更换低噪音风扇在驾驶员处能降低3dB左右的噪音，效果较为明显;

（二）在传播途径中减弱噪音

降低挖掘机空气动力性噪音在传播途径中主要通过以下3方面进行控制：

（1）、对风扇、消音器周边采用隔板、海绵进行封堵吸音，在保证散热需求的前提下，将风扇、消音器区域尽可能的密封，使噪音最大可能的被阻挡;

（2）、在司机室内驾驶员周边内饰里张贴吸音海绵，此种吸声材料为多孔材料，其中90%是细微、互相连通的空腔，这些微腔对振动的空气分子产生粘滞阻力和摩擦作用，使分子的振动动能转变为热能，使传至驾驶室处的噪音进一步被衰减;

（3）、控制驾驶室的密封性。首先，要保证驾驶室本体的密封性，使驾驶室可开启件如天窗、推拉玻璃等配合处密封严密，不能出现明显的间隙、漏洞。其次，驾驶室地板上的过管孔、穿线孔要用密封件进行密封;底板架与驾驶室之间采用橡胶垫密封。

（三）消音器噪音的控制

消声器是控制空气动力性噪声往外传播的有效设备。首先，在空间允许的情况下尽量选取大直径的消音器，使消音器的设计空间加大，有效降低排气压力，从而降低噪音发生值。其次，在消音器的外面包裹隔音隔热材料，也能有效降低消音器的噪音。由于消音器产生的噪音在挖掘机噪音中占比较小，以上措施对挖掘机司机室处的噪音值降低大约在0.5-1dB。

二、机械性噪声控制办法

（一）发动机减振

发动机同机架之间采用橡胶减振器来衰减振动的传递。通常减振器布置在发动机的四个角，采用上下对扣布置。橡胶减震器的特点是在于他的外形能按需要设计、刚度可调、提供比弹簧更大的阻尼比、抗剪、抗拉、抗压、安装简单。在橡胶强度能保证的前提下，降低橡胶的硬度，能更好的的提高减振效率，一般综合减振效率在85%以上较为合理。

（二）驾驶室减振

机架同驾驶室之间采用硅油减振器来衰减振动的传递。通常减振器布置在驾驶室的底部四角处，如果驾驶室过重，需要在驾驶室底部中间位置多布置1至2点，以此来实现驾驶室处振动的进一步隔离。硅油减振器的主要组成部分主要有天然橡胶、硅油以及金属零件等。将上述组成部分组成液体摩擦阻振器。当驾驶室在减震器上支撑并受力之后，首先需要通过弹性橡胶先对振动波进行吸收，进行第一次减振;然后在振动幅度不断增加的过程中也会增加橡胶变形量，此时的橡胶件会出现形变问题，并且会接触存储在油壳中的硅油而导致比较强的阻尼产生，从而实现驾驶室的减震以及防冲击。同样，在橡胶强度能保证的前提下，降低橡胶的硬度，能更好的的提高减振效率，一般挖掘机在1500至1800转/分时减振效率在70%以上较为合理。

（三）结构件刚性

通过提高发动机关联件刚性来降低结构件类振动产生的噪音。此类噪音主要是由于结构件刚性不足引起的，例如，发动机支脚离减振器安装位置过远导致发动机支脚悬臂过长，如结构强度设计不足易引起共振，导致整机振动大产生较大噪音。鉴于此种情况，提高发动机同机架之间连接件的刚性是解决此问题的关键。同时，要注意安装在机架上的薄板件面积过大而发生振动，此类现象可通过增加折弯、冲压造型等来加强薄板件的刚性降低振动噪音。

机械性噪声控制主要是减振器的选择，只有在传播途径上采取措施將振动不断进行衰减，将发动机的振动向外传递降低了，才能保证整机的稳定性，提高驾驶员操作舒适性以及挖掘机其他部件的使用寿命。

三、结语

在对挖掘机的噪声来源进行分析之后，文章提出了要通过风扇降噪、发动机减振、驾驶室减振、隔声处理以及吸声材料应用等降噪技术措施，在通过上述措施进行降噪之后，通过噪声检测设备进行检验，实现了噪声值的显著降低，证明了文中所介绍降噪技术措施的可行性。

参考文献：

[1]王维昌.小型液压挖掘机降噪技术措施研究[D].科技新时代，2019（4）.

[2]齐全，周以齐，崔文玲.基于OTPA方法的挖掘机驾驶室结构噪声源识别[J].噪声与振动控制，2017（2）.