浅谈船舶机械的噪声控制措施

黄坤?郑磊?韩刘锋

摘要：船舶机械中船舶的环境，特别是机舱很容易受到相应的噪声污染，会在一定程度上影响船舶机械设备的正常运行，进而降低其使用年限和精度。大部分国家均制定了相应的噪声标准，从而保证船舶的运行环境。本文分析了船舶的主要噪声分类以及危害和降噪技术措施，结合我国当前的船舶噪声防护技术现状给出了对策和建议。

关键词：噪声分类；船舶机械；控制措施

随着科技的发展和技术的日新月异，船舶的建造业正在发生着翻天覆地的变化。如今，噪声污染已经成为与空气污染和水污染并列的世界三大主要污染之一，它日益成为人们普遍关心的问题。船舶环境，尤其机舱环境就存在较为严重的噪声污问题，对船员的身体、生活、休息和工作都存在很大的影响，甚至会产生心理和生上的疾病；过强的噪声还会使船上的一些精密仪器设备工作不正常、精度降低、使用寿命缩短。

1 船舶噪声及其分类

自18世纪瓦特发明蒸汽机翻开人类工业革命的新篇章以来，噪声污染便随着现代科技的迅速发展而日益严重。早在20世纪70年代，发达国家就已将噪声作为船舶建造的一项重要指标。船舶噪声由其自身设备工作时以及外界风浪等拍击船体时发出的不同频率和不同强度的声音无规律地组合而成。它包括存在于舱室部位的空气噪声，存在于船体结构中的结构噪声（即振动）以及存在于船体周围水介质中的水噪声。这些噪声不仅损害船员的健康，妨碍船员的正常工作，而且易造成船体结构的疲劳、破坏，所以控制船舶噪声十分必要。船舶噪声按声源的不同可分为机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声三大类。螺旋桨噪声和水动力噪声主要取决于船体结构、形状、重量以及主动力装置的功率、布置形式、机座刚性和螺旋桨的结构形状等。本文将着重就第一种机械噪声如何在船舶建造过程中加以工程控制提出一些方法和思路。

2 船舶机械噪声带来的危害

说到噪声带来的危害，真是多如牛毛。例如，噪声会对船舶上的乘客造成耳朵部位的损害，其实还不止如此，噪音还会对人们的心血管、中枢神经等造成严重的损害。如果长期生活在这种噪音环境下，还会出现幻听等更为严重的现象。并且，根据科学家的研究表明，在这种情况下，人们的工作效率会大打折扣，如果晚上要在这种环境下休息，睡眠就会被影响，睡眠质量也会降低，造成恶性循环。从船舶的角度来考虑，根据前面的分析，因为船舶衔接处处理不好，会引起震动，进而引起噪声，这种噪声不仅会给用户带来不好的体验，还会磨损船舶器具，使船舶的使用年限缩减。所以，噪声会造成船舶的安全隐患，如果对其不加以重视，就会造成不可估量的损失。

3 船舶机械噪声的有效控制措施

船上机械的种类很多（每船约有一千台套设备），最主要的是主机（如柴油机、汽轮机、燃气轮机、推进电机等）、辅机（如柴油发电机、各种泵、空压机及空调通风机等）。不同类型的机器产生噪声和振动的机理和原因各不相同，因而声场特性及其声频谱也不同。应根据机器类型的不同有侧重地采取不同的减振降噪措施。

3.1 控制柴油机的噪声

现阶段，随着经济的不断发展，对于船舶的承重需求越来越大，促使柴油机功率不断增加，随之产生了空气动力性噪声。出现这种噪声的根本原因是进排气门的开关，合理使用轮增压系统可有效降低噪声，尤其可降低废气脉冲导致的低频噪声，一般由具有很大定压增压系统的排气总管完成。此外，船舶机体在安装时会出现不平衡的问题，进而导致柴油机出现结构震动噪声。可通过柴油机的机构将振动能量传至机座，并通过机座送达到舱底，合理通过船体结构输送到外部，進而出现振动，导致噪声。现阶段，主要解决噪声的方式是使用减震块，并适当将隔离器安置在船舱舱柜顶与柴油机座之间，保证噪声合理降至15～20dB。此外，对于相对较好的船舱，基本采用隔音罩合理降低噪声、分离噪声声源，在噪声传递的过程中阻碍其传递。

在分析平排气管出现的噪声时，合理使用隔离振动的方式适当覆盖气管，利用6mm的聚氯丁橡胶，将气管的法兰黏结到气管上，从而使噪声降低到6dB，并在主气管上安装抗式消声器，且不采用吸声材料，利用改变消声器内部截面合理设计共振腔或不断消耗共振结构，以达到消声的目的。

3.2 发动机噪声控制

发动机是船舶运行过程中的主要机械之一，其在实际应用的过程中使用功率不断上升，相应产生的噪声也逐渐加大，对此，噪声研究人员需要充分关注到这一点，采取合理、有效的控制措施。研究人员需要针对发动机、机架之间的减振块进行有效控制，持续优化其使用效果，减少发动机运行中的振动情况，从而避免噪声大范围传递。控制工作中可以选择使用吸音材料制作出合适的罩壳，密封发动机，减少噪声的扩散。

在设计船舶发动机的过程中，需要充分考量到机械噪声过大的现象，尽可能地优化排气噪声通道，使得排气管始终保持良好的畅通性，从而减少气流脉动所产生的噪声二次辐射情况。设计人员需要结合船舶机械的噪声情况，尤其是发动机的运行状态，科学设计好喷油提前角，精确控制好喷油的实际规律，从而对发动机实际燃烧过程中的噪声进行良好控制。发动机的风扇运行环节中，也存在着机械噪声，当风扇运行直径和速度都逐渐扩大时，噪声也会有所加大。对此，发动机设计人员需要采用一定的液压马达，科学、合理地调节风扇转动速度，使其保持正常的运转状态。此外，需要针对风扇叶片数量、材料设计以及形状加以科学设计，促进风扇的实际运行噪声被控制在合理范围内。

3.3 驾驶室噪声的控制

大多数的船舶机械都有驾驶室，工作人员需要在这一空间内对整个机器进行控制，因此必须要对驾驶室内的噪声进行合理的控制，这样才能够很好的保护工作人员的身心健康，使其在工作的过程中能够更加的专注，保证整个操作的安全性。这便要求工作人员必须要科学的进行结构设计工作，并使用吸声隔音的材料来进行驾驶室的安装，底板、操作杆件、玻璃处也需要实施严格的实际，使其与外界间有一个比较安全的隔离，任何细小的空洞都会使声音传递到驾驶舱的内部。驾驶舱的地面可能常常会产生裂缝的问题，这时需要使用高弹性的隔声材料对其进行密封，驾驶舱的门板区域最好能使用柔软性较好的材料镶嵌，这样才可以保证玻璃和衬垫的紧密联系。此外，为了避免振动噪声的影响，最好能够在驾驶室和车架之间安装好减振器。在对驾驶室的设计水平进行改善时，必须要深入的考虑板件尺寸和质量的影响。实际开展安装工作时，必须要保证板件叠加处的刚度符合要求，避免因振动而造成二次生源。对传动系统内的噪声进行控制的，主要应控制的就是变速齿轮啮合和传动轴旋转时出现的振动。所以一般会使用下述措施对其实施预防和规避：首先要做的就是选择噪声比较小的变速器，其次需要对零部件的相互连接处使用柔性连接法进行连接，还需要对传动轴开展严格的平衡管理，以更好的控制传动轴的平衡性，这样才能够很好的避免因扭转而出现的噪声污染。

4 结语

综上所述，随着国际海事组织对于船舶安全以及环保的重视程度提升，制定了一系列的船舶噪声控制规范，在实际应用中取得了较好的成效。从中可以看出，船舶噪声控制已经成为未来发展的主流趋势，针对我国船舶降噪技术水平较低的现状，首先应制定同国际海事组织制定的噪声等级规范相符合，提升相关领域人士的重视程度，促使相关部门联合，促进船舶噪声防护技术的发展，切实的保证我国船舶行业的健康持续发展。

参考文献：

[1] 张福生.船舶的噪声与振动控制[J].电子制作，2019（08）.

[2] 郑荻.船舶低频振动噪声的自主控制方法[J].舰船科学技术，2018（18）.

（作者单位：江苏新扬子造船有限公司）