船舶機(jī)械噪聲控制策略淺析

摘要：船舶機(jī)械噪聲給人們的生活環(huán)境帶來了極為不利的影響，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，不斷呼吁對(duì)船舶機(jī)械噪聲進(jìn)行控制。文章重點(diǎn)介紹了船舶機(jī)械噪聲的各限值要求，針對(duì)具體的噪聲給出了相應(yīng)的控制措施，以供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：船舶機(jī)械；噪聲極限值；噪聲控制

中圖分類號(hào)：TB535 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）16-0103-02

船舶機(jī)械行業(yè)在迅猛發(fā)展，人們不斷追求船舶機(jī)械的舒適性，對(duì)機(jī)械振動(dòng)和噪聲的要求越來越高。對(duì)機(jī)械噪聲進(jìn)行控制不僅關(guān)系到其舒適性，對(duì)于環(huán)境保護(hù)來說也是重要環(huán)節(jié)之一。分析噪聲的來源，振動(dòng)是罪魁禍?zhǔn)祝瑫r(shí)還會(huì)造成器件的過早損壞和老化，降低機(jī)械設(shè)備的使用壽命。如何控制船舶機(jī)械產(chǎn)生的噪聲成為眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。

1 船舶機(jī)械噪聲帶來的危害

船舶機(jī)械噪聲對(duì)人造成的危害有：降低人的聽力，給心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等造成不利影響；人長時(shí)間處于嚴(yán)重的噪聲環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致身心的損壞。另外，處于噪聲環(huán)境中的人會(huì)降低工作效率，無法入眠，聽覺和視覺器官受到損傷，從而出現(xiàn)頭暈、眼花、耳鳴、記憶力衰退等現(xiàn)象；嚴(yán)重者甚至?xí)霈F(xiàn)心臟病、高血壓等。從機(jī)械設(shè)備的角度來看，通常情況下噪聲都是由振動(dòng)引起的，噪聲越大說明振動(dòng)現(xiàn)象越嚴(yán)重，機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)會(huì)造成部件的疲勞損壞，降低其使用壽命；操作機(jī)械設(shè)備的工作人員由于長期處于過高的噪聲環(huán)境中，會(huì)快速疲勞，容易引發(fā)安全事故。另外，噪聲與機(jī)械設(shè)備工作過程中的平順性和耐久性有很大關(guān)系。

2 船舶機(jī)械噪聲限值要求

1996年，應(yīng)社會(huì)發(fā)展和環(huán)境改善的需要，我國頒布了國家標(biāo)準(zhǔn)《工程機(jī)械噪聲限值（GB16710.1-1996）》，這一標(biāo)準(zhǔn)一直沿用到現(xiàn)在，將其作為機(jī)械產(chǎn)品的最低標(biāo)準(zhǔn)。在該標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)工程機(jī)械司機(jī)所在的位置處的噪聲限值給出了具體規(guī)定。另外，對(duì)機(jī)外輻射噪聲限值也給出了具體規(guī)定，如表1所示：

3 船舶機(jī)械噪聲控制策略

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲控制

隨著船舶機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)配置的不斷升級(jí)，其功率越來越大，由此而產(chǎn)生的空氣動(dòng)力噪聲以及結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲也越來越受到人們的關(guān)注。對(duì)于船舶機(jī)械噪聲的控制，其指標(biāo)在不斷深入，這也給相關(guān)企業(yè)的噪聲控制帶來了挑戰(zhàn)。機(jī)械設(shè)備中，噪聲源為發(fā)動(dòng)機(jī)，因此，要想有效控制噪聲，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)架連接的減振塊剛度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)是有效途徑。這樣可以大大減小發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的振動(dòng)，阻止噪聲的傳遞，同時(shí)也減少了駕駛室中的振動(dòng)。在整個(gè)機(jī)械設(shè)備散熱情況良好的情況下，可以采用通過耐熱吸音材料制作而成的罩殼將發(fā)動(dòng)機(jī)密封起來，將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲屏蔽起來，降低其輻射。對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的排氣噪聲來說，可以在適當(dāng)位置安裝性能較高的消聲器，減少噪聲量向外的輻射。

在排氣噪聲通道上要給予及時(shí)的改善和優(yōu)化，由于在排氣管道的拐彎位置，氣流容易出現(xiàn)瞬時(shí)脈動(dòng)，在氣壓沖擊作用下出現(xiàn)噪聲的二次輻射，所以，要保證排氣管道的光滑和暢通。在燃燒噪聲的控制上，主要措施是對(duì)氣缸內(nèi)氣體壓力給予合理控制。當(dāng)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，活塞漏氣和散熱造成的損失會(huì)減小；氣缸中的壓縮溫度以及壓力會(huì)增高，從而造成噴油壓力的增大，加劇了燃燒室內(nèi)空氣的擾動(dòng)，最終導(dǎo)致可燃性混合氣體的比例增大，速燃期內(nèi)會(huì)出現(xiàn)多個(gè)著火點(diǎn)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的燃燒噪聲變大。因此，需要對(duì)噴油提前角進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置，對(duì)噴油規(guī)律進(jìn)行有效控制，用以減少可燃混合氣體的比例，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒噪聲。對(duì)風(fēng)扇噪聲產(chǎn)生影響的因素較多，增大風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和直徑，都會(huì)提高風(fēng)扇噪聲。在現(xiàn)代船舶機(jī)械中，用于冷卻的風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)通常是由可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的液壓馬達(dá)來完成。另外，在設(shè)計(jì)風(fēng)扇葉片時(shí)，要盡量采用有利于減少噪聲的形狀、材料以及葉片數(shù)量。最后，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來說，設(shè)置合理的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將有利于噪聲的降低。由于負(fù)荷要求，有時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)很高，由此會(huì)使得進(jìn)排氣的時(shí)間很短；在進(jìn)排氣系統(tǒng)中，氣體的壓力會(huì)變大，從而也增大了空氣動(dòng)力噪聲，因此，設(shè)計(jì)合理的轉(zhuǎn)速十分重要。

3.2 駕駛室的噪聲控制

很多船舶機(jī)械設(shè)備都配置有相應(yīng)的駕駛室，工作人員在駕駛室中操作機(jī)器，如果駕駛室中的噪聲沒有得到合理的控制，工作人員的身心健康會(huì)受到極大的損害，在工作時(shí)也極易造成疲勞，對(duì)現(xiàn)場控制的反應(yīng)速度變慢，容易釀成安全事故，因此，需要嚴(yán)格控制駕駛室中的噪聲。可以通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、采取吸音隔聲措施、對(duì)駕駛室的地板進(jìn)行密封等措施來抑制噪聲。在密封處理上，要對(duì)駕駛室底板和操作桿件以及玻璃等進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，保證其與外界的可靠隔離，因?yàn)榧词故且粋€(gè)細(xì)小的空洞，外界的噪聲都能夠借此傳遞到駕駛室中，導(dǎo)致一些板件的振動(dòng)，同時(shí)疊加上外界發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲，駕駛室中很容易出現(xiàn)混響現(xiàn)象。對(duì)于地板上出現(xiàn)的縫隙，可以采用具有較高彈性的隔聲材料密封；在安裝發(fā)動(dòng)機(jī)的地板上安裝一些吸聲材料；將柔軟性較好的材料嵌入到門駕駛室門板周圍，以保證玻璃與襯墊的緊密接觸。另外，為了減少振動(dòng)噪聲，還應(yīng)該在駕駛室和車架間安裝相應(yīng)的減振器；在改進(jìn)駕駛室的設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到板件的尺寸和質(zhì)量等。在安裝過程中，盡量加強(qiáng)板件疊加位置的剛度，防止由振動(dòng)而造成的二次聲源。

3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲控制

對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)來說，其噪聲主要來源于變速齒輪嚙合和傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)的振動(dòng)；對(duì)此常采用的噪聲抑制措施有：在選擇變速器時(shí)盡量選擇噪聲較低的變速器；在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱、后橋主減速器與底盤的連接上，采用柔性連接；對(duì)傳動(dòng)軸的平衡度實(shí)施有效控制，降低由于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)造成的噪聲。

3.4 液壓系統(tǒng)的噪聲控制

在船舶機(jī)械中，液壓系統(tǒng)也是產(chǎn)生噪聲的重要來源。隨著液壓設(shè)備朝著高速和高壓的方向發(fā)展，由此產(chǎn)生的噪聲也在不斷增加。通常情況下，當(dāng)液壓裝置中出現(xiàn)有高噪聲時(shí)，其正常工作狀態(tài)會(huì)受到影響，有些元件的性能和使用壽命也會(huì)受到不同程度的破壞。在整個(gè)液壓系統(tǒng)中，油泵中產(chǎn)生的噪聲不容忽視。對(duì)此，可以在油泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，盡量做到機(jī)械和壓力沖擊的消除；要盡量消除各種壓力脈動(dòng)。相關(guān)研究表明，液壓閥中產(chǎn)生的噪聲不僅與液壓閥的類型和液壓閥內(nèi)流體流向有關(guān)，與回游腔內(nèi)的壓力也有很大關(guān)系。

4 結(jié)語

社會(huì)在不斷進(jìn)步，人們對(duì)生活品質(zhì)提出了越來越高的要求，其環(huán)境保護(hù)意識(shí)在不斷增強(qiáng)。船舶機(jī)械作為社會(huì)建設(shè)中的重要工具與人們的生活息息相關(guān)，對(duì)其造成的噪聲進(jìn)行抑制已經(jīng)成為人們研究的重點(diǎn)課題。在今后，相關(guān)工作者應(yīng)該致力于新降噪技術(shù)的研究。

參考文獻(xiàn)

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[2] 謝娟.工程機(jī)械的噪聲污染與控制[J].筑路機(jī)械與機(jī)械施工化，2008，（6）：76-78.

作者簡介：曹海健（1972—），男，江蘇東臺(tái)人，東臺(tái)船用配件有限公司工程師，研究方向：船舶設(shè)備設(shè)計(jì)與

制造。