一种大型特种工程车的发动机降噪措施研究_王显彬.pdf
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1、第1期机电技术机电技术一种大型特种工程车的发动机降噪措施研究一种大型特种工程车的发动机降噪措施研究王显彬陈 燕(福建船政交通职业学院,福建 福州 350007)摘要文章通过对大型特种工程车的发动机散热风扇的外形尺寸、启停条件、最高转速、隔音材料等关键参数进行优化设计,将工程车在行驶过程中的噪声降低了10%,该方法对同类工程设备的降噪研究有一定的借鉴意义。关键词特种工程车;发动机;降噪;优化设计中图分类号:TB535文献标识码:A文章编号:1672-4801(2023)01-077-04DOI:10.19508/ki.1672-4801.2023.01.021作者简介:王显彬(1981),男,副
2、教授,硕士,主要从事机械设计与液压系统设计方面的教学和研究。风扇在汽车冷却系统里的地位至关重要,是不可或缺的散热部件,在大型特种工程车上尤其如此。而在早期的特种工程车设计时,发动机风扇的噪声对驾驶员的影响并没有引起足够的重视,且法规上对特种车辆驾驶室噪声限值的要求也较为宽松,比如只有 GB 167102010 土方机械噪声限值 要求小于92 dB(A),如表1如示1。表表1 1土方机械司机位置处噪声限值土方机械司机位置处噪声限值机器类型履带式挖掘机轮胎式装载机、轮胎式推土机、铲运机、轮胎式吊管机、轮胎式挖掘机、压路机(非振动、非振荡)、轮胎式挖掘装载机平地机轮式回填压实机履带式推土机、履带式装
3、载机、履带式挖掘装载机、挖沟机、履带式吊管机压路机自卸车司机位置发射声压极限值/dB(A)阶段(2012-01-01起实施)83898891959085阶段(2015-01-01起实施)80868588928782但随着国内法规的逐步完善,以及国家外向型经济政策的刺激,越来越多的企业需要走出国门,向欧洲等法规比较严格的国家和地区销售,发动机的噪音特别是驾驶员的耳旁噪声值变成了通过欧洲认证的一大障碍,这也促使各有志于海外市场的企业重视起发动机噪声的控制,开始从源头进行降噪设计。1噪声寻源测试针对特种工程车驾驶位的噪声测试方法2,主要依照GB/T 143652017 声学 机动车辆定置噪声声压级测
4、量方法 进行,测点位置为距基准表面水平距离7 m,离地高1.5 m处,如图1所示;声功率测试方法参照 CE 认证标准 EN 500-6-2006+A1-2008所规定的方法进行,根据被测车辆的长度,确定测量面为半径为16 m的半球面,如图2所示。2By1h2L2Lh3h2h27L+27L+27B+27B+图图1 1噪声测试方案噪声测试方案772023年1月机电技术机电技术XY42681012Z2/8104/612r图图2 2声功率测试方案声功率测试方案1.1数据处理传声器测得的是声信号的瞬时A计权声压。在评定声压级随时间变化的不稳定噪声时,采用一段时间内能量平均的方法表示噪声的大小,称之为等效
5、连续声压级。通过仪器可直接测得单个测点的等效连续A声级LpAeq,T测量面上的平均等效连续A声级为3:-LpAeq,T=10log|1Ni=1n100.1LpArqi(1)式中:LpAeqi为从第 i个传声器测点测得的等效连续A声级;N为传声器测点总数。工程车驾驶室A计权声功率为:LWA=LPAeq,T-K+10logss0(2)式中:s为测量面的面积,s=2r2,s0=1 m2;K为环境修正值,本文取30 dB。1.2实测噪声数据根据上述测试理论及相关方法,测试了发动机额定转速下空载工况的噪声,被测点处的噪声值如表2所示。驾驶室噪声 A 计权声功率为 103.4 dB,也不满足国家相关标准的
6、要求。因此,该型工程车的噪声水平有很大的改善空间。2噪声源分析通过对被测车辆驾驶位的噪声数据进行频谱分析45,可分别得到发动机额定转速空载工况下左、右座椅处的频谱特性,如图3所示。表表2 2工程车各关键位置处噪声工程车各关键位置处噪声类别近场噪声远场噪声操作位置测量位置前1.5 m后1.5 m左1.5 m右1.5 m前7.0 m后7.0 m左7.0 m右7.0 m左操作位右操作位噪声/dB94.292.8102.698.689.780.890.889.69108.1105.8(a)(b)图图3 3驾驶室左驾驶室左、右座椅处噪声频谱特性右座椅处噪声频谱特性图3是测试获得的左、右驾驶室处噪声频谱特
7、性曲线:图 3a的 AutoPower是指来自于驾驶室测试点的噪音功率谱(自谱)特性曲线,AutoPower本质是由频谱计算得到的,它是复数频谱乘以它的共轭,因此是没有相位信息的实数,可以进行线性平均,并能更直观的表达被测对象的动态信息,其横轴为噪音的频率,纵轴为各频率的噪音 dB值;图3b的Octave是指来自于驾驶室测试点的噪音三分之一倍频曲线。从图3a的曲线可以看出:78第1期驾驶室内的左、右操作位的噪声能量主要集中在2002000 Hz 的频带范围内,其中 225 Hz 左右宽频带对噪声的贡献最大,达到90 dB;分析驾驶室的噪声源种类,主要来自安装在车架上的牵引发动机前置主风扇、右侧
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