工程机械噪声与控制分析

(1) 发动机噪声产生机理

发动机是工程机械运行的核心部件，通常也是产生噪声的主要部件。对轮胎式装载机而言，发动机噪声来源于四个方面。

• 内燃机噪声。内燃机运行中，如果所采用的密封罩精度不够，会加大噪声外泄；如果弹性支承技术不成熟，也会增加内燃机噪声程度；如果发动机转速过快，也会导致所产生的噪声加大。在内燃机研发和生产过程中，部分生产厂商的机体刚度不达标，会加大内燃机震动，从而导致噪声分贝升高；部分厂商在内燃机油底壳材料选用方面为了节省成本，没有采用高标准的复合板油底壳，不仅导致油耗增加，而且也是加大噪声的重要因素之一。

• 进气噪声。从空气动力学角度来看，发动机进气也是产生噪音的主要因素之一。在发动机运行速度越快的情况下，进气噪声分贝越高，对机械操作人员的影响也越大。当发动机为非增压类型时，不仅会由于气缸的共振而形成噪声，而且会产生脉动噪声、涡流噪声。当发动机为增压类型时，由于增压器的运作过程存在较大振动，会产生大量噪声。此时，如果在增压器上没有安装消声器或者所安装的消声器不符合技术标准，会导致噪声不受阻滞。

• 排气噪声。工程机械排气过程中，气门座受气流的脉动影响而产生噪声。尤其是当排出的气流边界受到不规则物体阻挡时，会产生大量脉动噪声。即使排气口工艺光滑，也会产生一定量的喷流噪声。在轮胎式装载机等工程机械设计时，通常需要考虑配置排气系统消声器。然而，运行过程中，由于操作人员失误或者消声器破坏等因素的存在，排气口噪声不能被有效约束。由于设计直径偏小，当机械运行负荷较大时，也会加大排气气流运行速度，导致噪声偏大。

• 风扇噪声。轮胎式装载机等工程机械运行过程中，为了避免机械本身温度过高，需要安装冷却风扇。然而，冷却风扇转动时会引发周围气流扰动，从而产生噪声。风扇结构设计存在较大缺陷时，运行时空气阻力较大，便会形成噪声。即使风扇结构合理，护风圈的存在也会引起空气共振，产生一定量的噪声。

(2) 液压系统噪声

轮胎式装载机等工程机械运行时，为了增加机械寿命、降低机械运行温度，会设置液压装置。从机械运行实践来看，液压系统所产生的噪声较为常见。该类装置所产生的噪声体现在如下两方面。

• 一方面，当空气进入液压系统后会形成气泡，液体温度升高时，气泡爆炸产生噪声。如果液压装置的排气设置不科学或者被阻塞，进入的空气不能够及时被排到液压装置外，就会导致“空穴”存在，致使噪声现象长期不得解决。

• 另一方面，液压马达长期运行后不可避免会出现磨损，导致液压装置的部件出现松动和间隙，致使该装置出现震动，进一步产生噪声。