【摘要】針對輪式裝載機具體情況,分析了裝載機動力傳動系噪聲產(chǎn)生的機理,并給出主要的計算方法,同時就各種噪聲的控制原則提出相應(yīng)的建議。
【關(guān)鍵詞】裝載機動力傳動系噪聲
前言
對于輪式裝載機來說,其噪聲包括輻射噪聲和司機室內(nèi)耳旁噪聲兩部分。輻射噪聲的構(gòu)成比較復(fù)雜,但主要來源于發(fā)動機排氣噪聲和冷卻風扇的運轉(zhuǎn)噪聲以及發(fā)動機振動誘發(fā)所產(chǎn)生的車身結(jié)構(gòu)噪聲;裝載機的司機室內(nèi)噪聲主要是低頻聲,它是由發(fā)動機和動力總成的振動所誘發(fā)的結(jié)構(gòu)噪聲。與低頻結(jié)構(gòu)噪聲相關(guān)的部件有動力總成系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、車身系統(tǒng)等,總的來說,動力傳動系及其相關(guān)零部件是振動的主要來源,它們之間的優(yōu)化組合是降低噪聲的首要任務(wù)。
1發(fā)動機噪聲
發(fā)動機的振動、噪音是裝載機振動和噪音的最大來源。柴油機上的激振力可分為燃燒發(fā)生的直接激振力和柴油機工作時的機械力。
柴油機上的噪聲按其產(chǎn)生的機理可分為三大類,即空氣動力性噪聲,燃燒噪聲和機械噪聲,而排氣系統(tǒng)中的空氣動力性噪聲通常是主要的噪聲源,一般來說,如果能夠有效地降低柴油機的排氣噪聲,就能大幅度地降低柴油機的總噪聲級。
在正常情況下,柴油機噪聲隨其轉(zhuǎn)速的增加直線上升。自然吸氣式四沖程柴油機每增加10倍轉(zhuǎn)速,噪聲增大30dB(A),四沖程增壓式柴油機每增加10倍轉(zhuǎn)速,噪聲增量為40dB。若在增速過程中出現(xiàn)噪聲峰波,就是噪聲源識別當中的問題所在,可以用1/3倍頻程頻譜分析,初步查明主要噪聲成分。
空氣動力性噪聲
排氣噪聲產(chǎn)生機理:柴油機工作過程中,在排氣閥處,氣體的流動是不穩(wěn)定的,它以壓力波動的方式,傳到排氣系統(tǒng)的出口,在尾管出口處,連速度波動產(chǎn)生了輻射噪聲,可見排氣噪聲來源于排氣系統(tǒng)內(nèi)的不穩(wěn)定流動。排氣噪聲的定義通常指的是排氣系統(tǒng)輻射出來的總的噪聲,包括管壁和消音器壁的輻射噪聲以及尾管出口的氣動輻射噪聲,若將排氣系統(tǒng)的管壁和消音器壁假設(shè)為剛性的,則排氣噪聲指的是僅氣體動力性噪聲。降低排氣噪聲最有效方法就是設(shè)計安裝一個高效、低阻力的排氣消音器。影響排氣噪聲的主要有發(fā)動機轉(zhuǎn)速、氣缸數(shù)、負荷、排氣管尺寸等。
內(nèi)燃機排氣開始時,燃氣溫度約為800-1000℃,壓力約為0.4-0.5Mpa,但排氣閥打開出現(xiàn)縫隙時,廢氣以脈沖的形式從縫隙中沖出,形成能量很高、頻率很復(fù)雜的噪聲。根據(jù)排氣過程產(chǎn)生噪聲的機理,有以下幾種成分。
?、贇鈮毫γ}動聲;
?、诹魍ㄟ^氣門、氣門座等處發(fā)生的渦流聲;
?、塾捎谶吔鐚託饬鲾_動發(fā)生的噪聲
④排氣出口噴流噪聲。
多缸柴油機排氣噪聲的頻譜中,低頻出往往存在一個明顯的噪聲峰值,這個噪聲就是基頻噪聲。由于各氣缸排氣是在指定的相位上周期性進行。因而這是一種周期性噪聲?;l噪聲的頻率和每秒鐘的排氣次數(shù),即爆發(fā)頻率是相同的。基頻噪聲的頻率計算公式為:
?。妫剑危睿叮唉?br />
式中:N——柴油機氣缸數(shù);
?。睢裼蜋C轉(zhuǎn)速;(r/min)
τ——內(nèi)燃機沖程系數(shù);四沖程τ=2,二沖程τ=1
燃燒噪聲
通常把燃燒時氣缸壓力通過活塞、連桿、主軸承傳至發(fā)動機機體以及通過氣缸蓋等引起內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)表面振動而輻射的噪聲稱為燃燒噪聲。柴油機工作時燃燒室在極短時間內(nèi)發(fā)生高溫高壓的燃燒,急速地釋放出能量。這種急劇的壓力升高激發(fā)起發(fā)動機結(jié)構(gòu)振動,從而輻射出噪聲。很明顯,氣缸壓力是燃燒噪聲的強制力,因此燃燒噪聲與氣缸壓力有函數(shù)關(guān)系,此外還與發(fā)動機結(jié)構(gòu)的剛度,發(fā)動機表面的聲輻射效應(yīng)及周圍空氣的傳遞特性有關(guān)。