关于汽车起重机齿轮泵噪声的分析

陈义

摘要：对于汽车起重机来说，齿轮泵是其至关重要的动力来源，然而若是没有高效实现对于齿轮泵振动的合理控制，便会导致其出现噪声，进而对汽车起重机的整体运行质量造成一定的负面影响。本文立足于汽车起重机齿轮泵噪声测试结果简略阐述了汽车起重机齿轮泵噪声的原因，并基于具体的问题提出了优化措施，旨在为相关工作人员提供参考。

关键词：汽车起重机;齿轮泵;噪声

中图分类号：U462.2                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）12-0146-02

0  引言

齿轮泵噪声的出现对于起重机的正常运行以及使用年限的延长有着不利影响，但从目前来看，部分起重机在进行应用的过程中仍无法有效避免齿轮泵的噪声问题，基于此，有必要对其展开更加深层次的探索，以便于对其原理和表现产生更为明确的了解与认识。

1  汽车起重机齿轮泵噪声测试分析

1.1 测试方案

汽车起重机需要在汽车底盘上进行安装，其所具有的行驶驾驶室以及起重操纵室分别要在底盘和起重机上进行设置，在实际进行测试的过程中，需要严格从国家标准GB/T 20062-2017《流动式起重机 作业噪 声限值及测量方法》出发，结合其中的要求和规定，对起重机的测量位置和传声器展开科学合理的布置工作，与此同时还要结合相关标准要求优化进行测试工况的规划工作。在本次测试中主要涉及到以下三种工况：其一便是定置工况，具体指的是发动机以及变速箱进行工作，而齿轮泵不工作。其二便是怠速工况，该工况为发动机以及变速箱正常工作，而齿轮泵则处在空转的状态下。其三便是变幅工况，该工况下发动机、变速箱以及齿轮泵均为正常工作。

1.2 测试结果

在定置工况下，此时的发动机转速为800RPM，变速箱速比1，这一工况的测试主要是为了能够通过测量获取在不存在齿轮泵影响状态下发动机以及变速箱的噪声值。通过对噪声的实际情况进行分析能够发现，其大概在80Hz以及6714Hz的时候会出现两个突出的尖峰，其中前一个便是发动机二阶点火激振频率，而后者则代表着操纵室内蜂鸣器所具有的鸣叫频率，后者本身其实属于一个干扰项，所以在后续展开分析的时候应当将其剔除。在怠速工况下，此时发动机的转速为900RPM，变速箱速比为1.04，在这一工况下进行测试主要是为了能够在消除负载影响的状态下，对齿轮泵的噪声值进行更加精确的测量。在测试中发现，液压泵近场噪声中的主要频率是468Hz，其次便是1720Hz。操纵室内的主要噪声便是当液压系统不动作的时候主溢流阀所产生的溢流声，该声音的频率为400Hz，能够同液阀溢流啸叫所具有的高频噪声特性相符合，同时还能够与齿轮泵啮合产生的辐射噪声相适应[1]。

在变幅工况下，其发动机的转速为1600RPM，变速箱速比为1.04，在该工况下进行测试主要是为了获取当受到大负载以及高流量的影响时，齿轮泵所具有的噪声值。液压泵噪声的主要来源便在于液压泵9齿的一阶328Hz转频以及10齿的三阶1094Hz、一阶364Hz转频。对于操纵室内来说其最主要噪声来源则在于9齿的一阶328Hz转频液压泵以及10齿的一阶64Hz、三阶1094Hz转频，与此同时还涉及到3986Hz的主溢流阀噪声。

1.3 齿轮泵噪声原因分析

1.3.1 内部激励

在齿轮泵的主从齿轮进行啮合的过程中，齿轮将会产生一定的敲击噪声，通常情况下会将这种噪声称作是啸叫，其一般有三种形式所组成，分别为间歇性敲击噪声、单边敲击噪声以及双边敲击噪声。若是被动齿轮的惯性力矩要比阻滞力矩大，那么齿轮便会出现敲击噪声，由此可见齿轮阻滞力矩的重要性，应当在对其进行详细分析的基础上开展对于齿轮敲击的研究工作。当齿轮泵空载怠速的时候，齿轮啮合驱动侧隙距离同背隙侧距离之间呈现出交替变化的特点，这代表着非承载齿轮在空载状态下有着相对较为自由的啮合状态，在这种情况下从动齿轮惯性力矩将会比阻滞力矩大。在重载高速的時候，从动齿轮要进行扭矩以及功率的传递，受到负载大扭矩本身所造成的阻碍作用影响，从动齿轮惯性力矩要比阻滞力矩小，齿轮将会被抑制脱齿，此举能够有效规避后续从动齿轮同主动齿轮之间所产生的碰撞和冲击，基于此，驱动侧隙距离同非驱动侧距离之间将不会呈现出交替变化的状态。工作人员在应当注重对于阻滞力矩的科学掌控，若是不断对其进行增加，非但不能够达到有效控制齿轮敲击噪声的效果，还会使得齿轮机械损失出现加大，进而导致传动效率受到一定的负面影响。

1.3.2 外部激励

除了内部激励以外，齿轮泵的噪声还涉及到外部激励的内容，具体包括离合器的结构共振和起闭冲击以及发动机和负载的转速与扭矩波动等因素所形成的动态激励，一般情况下，外部激励所造成的噪声都会呈现出嗡嗡声、颤抖声以及轰鸣声等形式。有诸多因素的存在都会造成动力系统的震动，例如发动机转矩输出欠缺均匀性、万向节二阶附加扭矩不平衡以及径向跳动等都会增加上述现象出现的可能性。动力传动系统的扭振将会利用传动轴中间支撑、悬架以及发动机悬置等结构向车身进行传递，接下来将会通过同车身相连接的齿轮泵支架向齿轮泵壳体进行传递，此时的壳体便会产生振动现象，并向空气中进行噪声的辐射[2]。与此同时，动力传动系统的扭振还会利用传动轴以及变速箱，向齿轮泵的内部齿轮中进行传递，这样一来便会导致其会在齿轮啮合的过程中出现噪声。当正式进行汽车启动或者是制动的时候，离合器所具有的主动部分以及从动部分将会出现由于相对转速变化而产生的动摩擦变化，受到摩擦扭矩的影响，离合器被动盘所出现的较大距离的转速波动，将会利用车轮实现向整体车身的传递，进而导致车辆出现振动现象，而车身抖动将会借助齿轮泵支架实现向齿轮泵壳体的传递，接下来便会出现壳体振动，进而向空气中进行噪声的辐射。

2  汽车起重机齿轮泵噪声问题的应对策略分析

2.1 泵内吸入空气

汽车起重机齿轮泵在运行的过程中出现振动噪声有极大的可能性是因为泵内进入气体，有多种因素的存在会导致气体进入泵内。例如：当吸入管路本身在密封性方面相对较差的情况下便会在一定程度上埋下泵体内进入气体的隐患，针对该问题，操作人员只需要彻底对漏气的部位进行密封便能够达到良好的解决效果。

通常情况下，齿轮泵的泵体以及两侧端盖都属于是直接接触的硬密封，如果其接触面本身的平面度存在不科学的问题，并且未能够与相关规定要求相适应，便会导致齿轮泵在工作的过程中吸入空气。与此同时，泵的端盖以及压盖之间也属于直接接触，也会在一定程度上增加空气侵入的隐患，如果压盖本身的由塑料制成的，那么当出现温度变化的时候，其便会出现变形现象，进而导致其密封性降低为空气的进入创造条件。针对该问题，当泵体或者是泵盖的平面度难以同规定要求相适应的时候，工作人员可以用金刚砂于平板上按照“8”字形路线展开反复的研磨工作，或者可以在平面磨床上进行磨削将其平面度控制在5μm，与此同时，还应当确保其平面与孔的垂直度的科学性以及合理性。对于泵盖和压盖处所产生的泄露来说，工作人员可以适当选用胶粘剂，例如涂敷环氧树脂等展开相应的密封工作[3]。

部分齿轮泵主要使用骨架式油封进行密封，针对该类型的齿轮泵，若是其在应用的过程中存在卡紧唇部的弹簧脱落的问题，或者是存在油箱装反的现象，都会导致其油封后端经常处在负压状态下，继而增加了其吸入空气和可能性，通常情况下来说，工作人员对其油封进行及时更换便可以实现对于该问题的高效解决。

2.2 机械传动

若是泵同联轴器之间存在连接方面的问题，便会导致其在运行的过程中出现噪声，基于此，工作人员应当立足于相关规定要求对联轴器采取相应的调整措施。

若是泵内出现油中污物，便会使得齿轮等部件产生磨损拉伤的问题进而出现噪声，此时，工作人员应当及时对油液进行更换，并强化采取过滤措施，将泵拆开进行全面彻底的清洗，若是齿轮的磨损比较严重便要对其进行妥善的修理以及更换。

如果泵内存在零件损坏以及磨损严重的问题，便会为振动和噪声的出现埋下隐患，例如齿侧隙过小、齿面具有较高的粗糙度以及两齿轮之间接触不良等等。基于此，工作人员可以对齿轮进行更换。除此以外，若是轴承的滚针保持架破损或者是长短轴以及滚针存在磨损问题，便有极大的可能性会制约轴承的正常旋转继而导致机械噪声的出现，针对该问题，相关技术人员需要及时对齿轮泵进行拆修工作，并对滚针轴承进行更换。

如果存在齿轮轴向装配间隙过小的问题，再加上若是没有在正式进行装配工作开始之前将齿轮端面以及前后端盖之间所具有的滑动结合面上的毛刺进行有效清除，便会导致其在运转的过程中面临着结合面拉伤的隐患，进而在原有的基础上增大内泄露，在原有的基础上减少输出流量，当污物进入到泵内之后，将会存在于前后端盖和齿轮端面之间的间隙内部，进而使得配合面被拉伤，减小输出流量。若想有效应对上述问题，工作人员需要对齿轮泵进行有效拆解，并根据实际情况，适当对研磨齿轮的断面进行加大，此外，技术人员需要采用平面磨床将前后盖断面以及齿轮端面磨平，同时还要将轮齿上所存在的毛刺有效清除，一般来说，在完成平面磨削工作之后，其端面上卸荷槽所具有的深度尺寸会存在一定的差异性，此时应当合理考慮相关影响因素，对其宽度进行适当增加[4]。

3  结论

综上所述，通过测试能够知道起重车在进行作业的过程中，在液压泵进程的主要噪声源便在于溢流阀、齿轮泵以及发动机工作状态下所出现的噪声。而在操纵室内的噪声源则基本上是主溢流阀在溢流的时候所出现的高频噪声以及齿轮泵的低频噪声。优化开展对其原因的分析工作，能够帮助相关工作人员对其具体问题和出现的原理产生进一步的认识，以便于科学合理地采取相应的措施进行应对，这不仅能够有效缓解其噪声问题，还能够为起重机本身未来的持续平稳运行和使用年限的延长创造良好的条件。

参考文献：

[1]滕儒民，姜宏图，谢涛，等.考虑大变形的汽车起重机受限空间下倾覆稳定性分析[J].大连理工大学学报，2021，61（2）：151-159.

[2]田善玉，王冬.汽车起重机卷扬落钩手柄快回溜钩故障分析及解决方法[J].工程机械，2021，52（1）：88-91.

[3]张明军.基于人机工程学理论的汽车起重机操纵装置改进与设计探析[J].现代农机，2021（2）：31-33.

[4]李文斯.汽车起重机液压系统常见故障诊断及维修[J].设备监理，2019（06）：42-43.