工程机械噪声原理与控制策略

摘要：随着我国经济的不断发展，综合国力的不断增强，在我国各种工程的数量也不断增多，规模也随之扩大。这些工程在提高社会生产力，满优化人类生活品质的同时也带来了很多问题。其中工程施工中机械噪声就是其中最为突出的问题之一。根据研究发现人如果长时间暴露在高分贝噪声当中，会严重影响听力系统并且免疫力会不断下降，情绪也会变得暴躁易怒，并且噪音还会引起操作者的疲劳。噪声除了对人的健康造成威胁还会影响建筑物，仪表的使用。因此在工业发达的欧洲国家已经将工程机械噪声评价作为工程整体评估的重要指标之一。为了解决工程机械噪声超标的问题，本文立足于工程机械噪声的发生机理，通过实地调查与数据分析后，提出了对工程机械噪声合理，科学，经济的控制策略。以便为国内的工程机械噪声研究提供理论参考，为工程队提供工程机械噪声控制策略。

关键词：工程机械；噪音原理；控制策略

1工程机械噪声原理

当下的工程机械噪声原理主要分为两种：①工程机械在正常运行时候进行气体交换时造成的“空气动力噪声”。常见的例如风扇噪声，进气噪声，排气噪声等。②工程机械在运行时自身震动产生的噪声也成为“结构力噪声”。在工程机械中一般“结构力噪声”噪声源一般为工程机械的大功率高转速的发动机。工程机械发动机的“结构力噪声”又被分为燃烧噪声与机械噪声两类。除了“空气动力噪声”，“结构力噪声”这两类噪声外还有因为液体在管道中流动时造成系统压力改变的引起震动而产生的“液压系统噪声”和因为二次振动引起的“板辐射噪声”等。

2常见的工程机械噪声种类及产生的具体原因

2.1空气动力噪声

“空气动力噪声”最为常见的是以下三种：①风扇噪声是最为典型的“空气动力噪声”，也是工程施工过程中比较难控制的噪声种类之一。因为施工要求风冷发动机高速满负载的运转，风扇也随着高速旋转时造成无数涡流，这些涡流对空气造成扰动形成压力波进而形成连续宽频噪声，风扇噪声会长时间高分贝的存在对施工人员影响较大。②排气噪声，排气噪声是工程机械打开排气阀排出废气时，废气因为以脉冲形式排出具有很高的能量对排气管及周遭部件进行冲击产生振动引起的。③进气噪声，是因为进气管在周期性的吸收进新鲜空气时导致管内压力发生周期性脉动，改变了进气管道内的空气密度造成的。

2.2结构力噪声

“结构力噪声”的噪声声源一般是机械工程的大功率发动机，细分可根据噪声产生机理不同分为燃烧噪声与机械噪声。其中燃烧噪声是在燃料在活塞缸内燃烧放出大量热能使得气体体积迅速膨胀发生爆炸冲击活塞缸及其周遭部件产生噪声。机械噪声则是在发动机正常进行运转时，发动机内部零件之间存在空隙相互碰撞导致振动继而引起发动机外壳表面辐射出噪音。

3工程机械噪声控制策略

对于噪声的控制我们遵从的根本原则是在以下三个环节中进行控制，第一个环节是在噪声产生的噪源处进行控制消灭噪源或者减低噪声分贝，第二个环节是在噪声传播过程之中，众所周知声音的传播需要介质，最后是在接受者出进行控制。以下工程机械的噪声控制办法都是基于这三个环节进行的。

3.1发动机处的“结构力噪声”控制措施

工程机械的噪声主要来源就是发动机，发动机作为工程机械的动力源也是主要噪声源。因此想要降低工程机械的噪声那么就必须从发动机入手。一般在发动机与机架连接处加装内阻尼性能高的减震块能有效减轻发动机运转时产生的振动。同时在保证散热能力不受影响的条件下可以将发动机用耐热吸音的材料包裹起来，减少噪声的向外辐射，将噪音屏蔽在发动机外壳内。对于发动机内部的燃烧噪声控制根据其产生的原理一般是通过设置喷油提前角，控制喷油规律达到减缓速燃期活塞缸内部压力升高程度，以及减少着火延迟期内活塞缸内部的可燃混合气体数，以此达到有效降低燃烧噪声。

3.2排气噪声控制措施

排气噪声的控制方法很多最为简单有效的是，通过对排气管道安装高分子材料制成的消音器，在噪声传播的过程到消音器的过程中，高分子材料通过内部摩擦产生的损耗反应将部分振动能量转换成热能消耗掉以此来降低辐射出来的噪声分贝。但在进行排气噪声控制过程中还要注意到一点，要保证排气管道内壁的通畅与光滑并且避免使用排气管道设计成直角拐弯的工程机械，直角弯的排气管道很容易造成气体瞬时脉动并且气体进入直角弯道时会产生二次辐射产生巨大的排气噪声。

3.3风扇噪声控制措施

影响风扇噪声的因素多种多样，一般而言风扇想要有好的散热效果就必须有足够的风量。而风扇的风量一般与风扇的直径，转速，静压大小有关。当直径越大，转速越快，静压越强的时候风量就会加大但随之风扇噪声也会成倍的增加。因此我们进行风扇噪声防护时从两个方面入手。首先是对风扇的选择，根据研究发现风扇的叶片形状与几何参数的设计对于风扇噪声的抑制效果显著。因此风扇的叶片数量，叶片材质，叶片形状都是我们要考虑的，同时对于风扇的导风罩也要格外注意，一个设计科学合理的导风罩也能有效减少风扇噪声。防治风扇噪声的另一个办法是加装当前新型的“消声百叶窗”，这种“消声百叶窗”能够通过利用风扇叶片之间高速旋转时产生的摩擦力，使得受到气体影响而旋转的叶轮产生一定的阻尼，从而达到吸收振动能量控制噪声的目的。

3.4驾驶室与接受者出的噪声控制措施

对于在工程机械的驾驶室内工作的操作人员，一定要注意噪声的控制。因为长时间暴露在高分贝的噪声环境中人的身体健康不但会遭到破坏还会导致操作者变得疲劳。当操作者因为长时间暴露在噪声环境中变得操作迟钝不但影响工程的施工质量与施工进度严重的时候还会造成工程事故。因此要重视工程机械的驾驶室噪声防治工作。一般来说工程机械的发动机在驾驶室的后下方，因此首先要保证驾驶室与发动机的直接连接处要留有空隙，以此来减少发动机振动对驾驶的影响。其次要在驾驶室内的地面与四周铺设吸声材质。对于驾驶室内的构件缝隙处药用像橡胶或者聚氨酯泡沫塑料类弹性较好的材料填充。对于直接处在噪声环境内的操作人员，如果条件允许可以配发带麦克风的防噪耳塞，既能减少噪声也能方便交流。条件不能满足时也可以只分发防噪耳塞。

4结语

随着人们环保理念的不断增强，噪音污染也成为了人们关注的热点，工程机械噪声作为主要的噪音污染种类之一，如何有效降低工程机械噪声迫在眉睫。本文通过对工程机械噪声产生的原理进行分析，研究，提出了在技术上可行，经济上可取能够显著降低工程机械噪声的控制策略。使得在工程机械施工过程中驾驶室与施工场所的噪声得到了控制，保护了施工人员的健康也延长了施工场所中设备的使用寿命。工程机械噪声是一个工程施工中不可避免的问题，在我国工程数量与规模如此巨大的背景下，进行工程机械噪声的控制研究是非常有实际意义的。有效的工程机械噪声控制也能提高我国工程项目在国内国外市场上的竞争了，是我国走向工程机械强国的必备条件之一。

参考文献

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作者：居述妹 单位：中国电建集团江西省水电工程局有限公司