挖掘机消声器效果的测量及分析.doc

挖掘机消声器效果的测量与分析 0 引言 挖掘机的发动机在工作过程中会产生诸多高强度噪声，例如进排气噪声、壳体辐射噪声、齿轮噪声等，其中排气噪声是工作过程中重要的噪声源之一，严重影响了挖掘机产品的整机性能。对排气噪声进行测量与分析，是降低挖掘机排气噪声、保护环境、提高挖掘机整机性能的研究工作中非常重要的一个环节。 噪声大小是评价挖掘机等工程机械性能的一个重要技术指标，且受到国家法规的制约。对排气噪声进行控制的措施通常是在发动机上配置一个高性能的消声器，有很多专家学者对消声器排气噪声的测量进行了深入的研究，探索出一系列相关的噪声测量方法，r.singh和t.katra早在1977年就利用脉冲法测量了消声器的噪声情况。国内的凌震莹采用多倍频恒定束宽线列阵波束形成的方法，对潜艇辐射噪声进行了宽带测量。利用声强测量法对一些典型噪声源的声学特性进行了测量。 排气噪声的产生是由于气缸排气门突然开启，具有较高压力的高温气体从气缸内经排气系统排出，冲到排气管道内气门附近的气体上，产生压力剧变而形成压力波动，压力波动随着排气门的周期性开闭而呈周期性变化，产生周期性的低频噪声。 高强度的发动机排气噪声将严重影响挖掘机等工程机械的整机性能。分析消声器的消声性能，对挖掘机排气消声器出口处消声量大小的测量和分析（即噪声测量技术）则成为衡量挖掘机排气噪声的一项重要技术，它不仅是噪声控制工程的主要技术步骤，也是环境保护、劳动保护工作中检测噪声是否符合有关规定的手段。 1 消声器性能评价指标 1.1传递损失 传递损失是消声器入射声能与透射声能的相对比较，是消声器入射声功率级与透射声功率级之差。如果消声器的进口端与出口端截面的面积相同，并且可以近似地假定声压沿截面均匀分布，那么传递损失也就是入射声波声压级与透射声波声压级之差。传递损失是消声器独有的属性，与管道系统及噪声源无关。 1.2插入损失 插入损失是在装置消声器前后，自噪声源向外辐射噪声的声功率级之差。如果装置消声器前后声场的分布情况近似于保持不变，那么插入损失是在给定测点处装置消声器前后的声压级之差。严格地说，插入损失只能反映整个系统（包括消声器、管道及噪声源）在装置消声器前后声学性能的变化，并不能直接反映消声器本身的消声性能。换言之，插入损失不是消声器独有的性能。 在实际测量消声器的消声性能时，一般都是对消声器的插入损失进行研究，这主要是由于在测量消声的传递损失时需要测量消声器入口入射声波的声压级。因为消声器的入口处一般处于工程机械的机箱内部，测量过程中受发动机壳体辐射噪声以及排气歧管管口处的各种零部件产生噪声的影响，可能会使噪声的测量产生一定的误差。所以在实践中对消声器的消声性能进行评价测量时，一般考察的是消声器的插入损失。本文即是测量某工程机械厂轮式全液压挖掘机发动机排气消声器的插入损失。 2 测量环境的影响 在消声器的噪声测量工作中，存在着许多影响消声器排气噪声测量的外界因素。测试环境能改变被测噪声源的声场分布情况，影响从声源产生的声波的传播方向，因此它必然会对噪声测量产生影响。为了使测量结果尽量准确、可靠，必须考虑各测量环境因素对噪声测量的影响。在测量中，需要考虑的环境因素主要有本底噪声、反射声和风噪声等。 2.1本底噪声及其修正 本底噪声也叫背景噪声，是指在实际测量中，被测噪声源停止发声时还会存在的其他周围环境的噪声。本底噪声会影响到测量的准确性，测量时应当避免本底噪声带来的影响。 对排气消声器进行噪声测量时，由于本底噪声的影响，使所测得的总噪声级是被测对象噪声和本底噪声的合成，从而使被测对象的噪声无法直接测出。当本底噪声和发动机排气噪声两者之差大于10db时，本底噪声的影响可以忽略不计，否则应在所测机器噪声中扣除噪声修正值△l。 表1所示为排气噪声和本底噪声的差值低于10db的噪声修正值。 2.2反射声的影响 被测噪声源附近或传声器周围有较大的反射体时，会给测量带来较大的误差，如墙壁、地面、机械设备、人体等都是反射体。测量时，传声器应尽量远离反射体，两者之间的距离最好保持在1m以上。测量过程中测量人员应该侧向声源，以尽量降低反射声的影响。 2.3风噪声的影响 在有风的环境下进行噪声测量时，风吹到传声器上使膜片上的压力发生变化，引起风噪声。风噪声也会影响到测量的准确性。室外测量，最好在无风的情况下进行；如风力小于三级，可使用防风罩罩住传声器后再进行测量；当待测的噪声强度不高而风力超过三级时，不宜进行测量。 3 测量要素选择 3.1测量时间 当周围环境的噪声很大时，应选择环境噪声最小时（例如深夜）测量。测量选择在工厂下班后进行，这时环境噪声比较小，对测量结果的影响不大。 3.2测量地点 消声器作为测量过程中的噪声源，在靠近机器区域的声场（即近场区）是不稳定的，传声器的位置稍有变化就会引起较大的声