浅论机械消音降噪结构设计优化措施

杨阳

【摘 要】从噪声的定义来看，噪声主要是指对人们学习、生活、工作等活动严生干扰的声音。噪声在生活中是随处可见的，尤其是工程机械噪声。过大的机械噪声不仅会干扰人们的日常活动，还可能会对人们的身体健康严生威胁，因此要采取相应有效的措施对噪声进行控制。本文在详细分析了工程机械噪声的种类以及严生原因之后，提出了一些相关的噪声控制对策，以期降低机械噪声，减少工程机械噪声污染。

【关键词】工程机械；降噪措施；噪声

0 前言

工程机械运作时，由于机械零件之间会发生大量的摩擦，所以机械会在零件摩擦的作用下产生噪音。如果噪音的分贝较小，那么基本上不会对人们生活产生影响，但如果摩擦过大，机械噪音分贝过高，就会影响人们的生活，干扰机械操作人员的工作。 所以机械运作时，一定要严格控制好机械噪音，尽量将噪音减小到可接受范围内。

1 噪声的种类

工业革命以来我国工程机械行业的发展速度极快，尤其是在进入21世纪之后伴随着人们对可持续性发展观念的重视，在工程机械行业开保新技术和信息新技术的引入使得人们对工程机械性能的要求越来越高其舒适性以及运行时的噪声控制的要求也越来越严格。机械噪声的种类，也就是噪声声源的种类，包括噪声产生的原因。 一般来讲，工程机械在运作时最易产生噪音的部位便是发动机，原因动力发电运作，发电机做功会产生机械噪音。基本原理是因受到空气动力、 机械传动以及液压等三种因素的同时影响。从这一现象来看，在处理工程机械机外噪声声源时，应当将发动机作为噪声控制的主要对象，对发动机噪声的种类和降噪措施作详细分析。

1.1 结构振动引起的噪声

在工程机械的发动机运行中，会因为内部燃烧过程中的各种动力对其内部构件产生冲击力而发出一定的噪声。这种噪声是一种混合噪声，由燃烧噪声和机械噪声共同组成。前者燃烧噪声是指因为发动机内部油液燃烧引起的噪声，而后者的机械噪声主要指发动机运行中因运行速度过快，导致各构件所承受的压力也相应加大，进而在撞击"摩擦过程中发出的噪音。最强烈的机械噪音属活塞的撞击声。

1.2 动力噪声

所谓空气动力噪声主要是由空气引起的，空气动力噪声就是指在发动机的运行中需要进入一定的空气并排出一定的废气在此过程中所发出的噪声。究其原因，发现这类噪声产生的主要原因是因为空气的快速流动，它在进入发动机之后因快速流动而与发动机内部零件发生了摩擦，从而产生噪声。在发动机启动和停止两个瞬间所产生的进气噪声和排气噪声中，排气噪声相对要强烈，原因是发动机所产生的废气一般由废气管排出，而废气进入废气管的速度极快，这就很容易导致废气在废气管内形成强大的动量，从而产生强烈的噪音。

1.3 液压系统产生的噪声

工程机械运行时，液压系统会因为同时运行而产生噪声。一般在工程机械中，液压传动所产生的噪声大都是因为马达、液压泵或者其他元配件在使用中因为各种压力的作用而形成的。在今天，很多厂家在生产机械产品时为了提高机械的性能，大多会选择采用功率比较的高的机械液压系统或设备，这便使得液压系统在运行时受到的压力作用变得更大，随之而产生的噪音也更大。

2 工程机械机外噪声的处理方法

工程机械噪声是机械运行所产生的，难以彻底消除的一种环境噪音，如果得不到合理有效的控制，它对机械的工作环境以及工厂附近居民的生活、工作都会造成影响，轻微者干扰人们的正常生活，严重者则有可能形成噪音污染。所以，在工程机械运行时，一定要严格控制好机械噪声，采取有效的降噪处理措施，尽可能地减小噪音，将机械噪声控制在正常的、不影响人们工作和生活的范围内。

下面介绍几种较为有效的机械噪声控制方法。

2.1 结构振动噪声的处理

由于结构振动噪声分为两种，即燃烧噪声和机械噪声。对于燃烧噪声的控制主要是通过降低燃烧压力的增长来完成的，可以通过选用改善油的品质、采用增压技术、提高废气的再循环和改进燃烧室的结构等改进方法进行控制。燃烧与混合气的构成、燃烧室的结构都有密切的关系，通过影响压力的升高率和发火的延迟期，进而影响燃烧噪声的大小。而控制机械噪声的有效办法主要是提高零件的加工精度。因此，在不影响工程机械设备使用和装配要求的条件下，应当尽量减小气缸与活塞之间的缝隙，只有这样，才能减小活塞在运行过程中对气缸壁的冲击力，从而有效的达到降噪的目的。另外，还可以通过将活塞制造成上面小下面大的锥形或者在合金活塞上镶嵌钢片等方法措施来减小活塞与气缸之间的间隙，从而取得一定的降噪效果。

2.2 空气动力噪声处理

空气动力噪声控制主要包括进排气噪声控制以及风扇噪声控制。其中，对于进排气噪声的控制，可以设计合理的空滤器，加大空滤器的断面面积或者长度以增大其容积；另外，还可使用排气消声器和进气消声器等。对于风扇噪声的控制，由于风扇的叶片形状直接影响其周围的涡流强度，因此，将叶片形状改成有适合弯度和较好流线型的，可有效降低其周边的涡流强度，进而达到降低噪声的目的。另外，采用高强度尼龙、玻璃钢等有机合成材料也可降低噪声。

2.3 液压系统及驾驶室噪声处理

工程机械设备的驾驶室是操作者工作的地方，若驾驶室噪声过高，则会一定程度上影响到操作者的身心健康以及工作效率，严重的甚至会造成操作人员的过度疲劳，从而引发严重的事故。因此，工程机械设备如果配有驾驶室，则还应对驾驶室进行噪声控制。由于工程机械设备的发动机安装在驾驶室的后下方，所以应该采用结构设计、吸音隔音以及对驾驶室地板进行密封等有效措施来实施对驾驶室的噪声控制。在驾驶室内的噪声一般都是由外界的噪声经由很小的孔洞或缝隙衍射进来，从而造成驾驶室内的板件振动与外界发动机的噪声叠加而产生的。因此，可以在驾驶室的缝隙处嵌入泡沫塑料或橡胶一类的隔音材料来进行密封隔音；也可以在靠近发动机的地板处黏贴吸声材料，从而对噪声进行控制；另外，还可以在门板四周嵌加富有弹性的材料，从而可以将玻璃牢牢的嵌在弹性材料之中来防止噪声。此外，在对机械设备的驾驶室进行设计和改进时还应对材料的尺寸"质量以及刚度等进行严格规定，同时安装过程中加强板件叠加处的刚度，以此来减少由于振动而造成板件重叠处的二次辐射噪声。最后，由于驾驶室安装在车架上，因此还应在驾驶室与车架之间合理的配置减振器。

3 结语

综上所述，引发机械产生噪声的因素很多，工程机械噪声的种类也比较多，诸如系统噪声、振动噪声以及空气动力噪声等等。鉴于工程机械噪声所具有的环境危害性所以需要采取行之有效的措施对其进行控制，文中针对工程机械噪声声源不同，而提出的几种相应的降噪处理方法其在降低工程机械噪声，提高机械工作效率，减少噪声污染等多方面都有着重要的作用。对于企业来说，降低工程机械噪声，不仅可减少噪声对环境的污染和危害，还能扩大企业产品的市场号召力为企业创造更大的经济效益。

【参考文献】

[1]周龙刚，赵金鹏，孟祥龙.工程机械噪声原理与控制策略浅析[J].工程机械文摘，2012.

[2]谢娟.工程机械的噪声污染与控制[J].筑路机械与施工机械化，2008（6）.

[责任编辑：薛俊歌]