船舶輪機振動噪聲控制研究

付作林

摘要：船舶輪機在運行過程中由于設備質量的問題，從而產生一定的噪聲，對周圍的環境造成一定的影響。如今隨著社會對生態環境保護的重視程度提高，船舶輪機振動噪聲對生態環境造成的影響不可忽視，需要采取一系列降噪措施減少對生態環境的損害。本文對我國船舶輪機的隔振現狀進行介紹，在本文最后提出一系列的隔振降噪措施，期望能對船舶輪機振動噪聲控制有一定幫助。

關鍵詞：船舶輪機；振動造成；控制措施

引言

船舶輪機運行中產生的噪音與船舶設備的運行情況有密切關系，在保證船舶設備運行正常的情況下，減少噪音的產生，保護生態環境是當前船舶公司的重要任務。隨著科學技術的不斷發展，我國在船舶輪機隔振降噪方面的技術愈發成熟，越來越多的隔振技術應用于降噪工作中，從而有效的降低船舶運行中噪聲的影響，保護周圍生態環境。

一、我國船舶隔振現狀

改革開放四十年以來，社會經濟和科學技術得到了充分的發展，國家和政府加大對船舶輪機相關設施的經費投入，鼓勵科研人員加強對船舶輪機振動噪聲控制的研究。除此之外，我國船舶業企業借鑒西方先進經驗，引進歐美相關方面的技術設備，在船舶輪機振動噪聲控制上取得了一定成就。表現如下：

1.1認知水平提高。新世紀以來，不僅國家和政府倡導工業行業要減少噪聲污染，而且船舶行業也認識到控制船舶噪聲的必要性和重要性。船舶輪機的噪聲程度成為劃分船舶質量的尺標，建造新的船舶在噪聲控制上也要達到一定的標準。

1.2領導層戰略決策上的重視。船舶業企業的領導者及高層管理者將船舶輪機振動噪聲控制納入未來的企業戰略中，提出加大隔振降噪技術的研究，自上而下實現企業的變革和發展。

1.3人才隊伍建設。為響應社會和企業的需求，理工類高校陸續增加船舶專業，開設輪機隔振降噪相關課程。在專業的指導教師的培養下，為船舶輪機振動噪聲控制輸送大量的專業化人才。

1.4研發新材料。在科研人員的努力下，新材料如雨后春筍般涌現，為船舶輪機振動噪聲控制打開了新局面。新的消聲器在性能上比傳統的消聲器更好，消減船舶各機械設備的噪音效果更佳。

二、船舶輪機振動噪聲原因分析

船舶輪機振動噪聲產生的原因是多樣的，比較復雜，對于船舶輪機振動噪聲的控制，需要進行系統性的控制。找到因果關系，透過現象看本質，此外船舶輪機振動噪聲控制必須要以實踐為主，這樣才能夠提高船舶輪機振動噪聲控制水平。一般而言，以下四種情況會導致振動噪聲的產生：

2.1船舶輪機設計不足。設計人員在聲學設計上不合理，沒有達到平衡標準從而產生振動噪聲。

2.2機械設備出現故障。船舶輪機內部的機械設備多是鐵制的，長時間受蒸汽影響容易生銹，影響機械設備的正常運轉，摩擦產生噪音。另一種情況，大型機械設備的零部件缺失也會產生較大的振動噪聲。

三、各種隔振降噪技術在船舶輪機中的應用

隔離振動是控制振動噪聲的主要手段。隔離振動主要是在聲音的傳播渠道上進行阻礙，降低振動噪聲。

3.1常見的隔振方法

（1）減振浮筏裝置。傳統的隔振方法是使用雙層隔膜，但雙層隔膜也存在明顯的不足。雙層隔膜只能與一臺機械設備相互配合工作，因此控制噪聲的效果大幅度下降。上世紀以來，科學研究的發展使得減振浮筏裝置應運而生。減振浮筏裝置突破了傳統雙層隔膜的局限性，更具有競爭性優勢。減振浮筏裝置允許多臺機械設備同時安裝在一個公共的中間質量上。其體積、重量以及占地空間更小，更適合空間狹小的船舶。

（2）低速船用主機隔振。低速船用主機隔振是近年來的一種新興技術，由于技術的不成熟也存在一些問題。速度較低的柴油機，尤其是船用主機，對彈性度提出了更高的要求。同時要求較低的固有頻率，這加大了設計工作的難度。除此之外，當航海環境自然條件險惡，主機隔振的穩定性較低，影響船舶的安全航行，這一直是一個難題。早在我國船舶業發現許多年前，歐洲航海業發達的荷蘭、英國等國就低速船的穩定性差的問題進行過研究。從客船開始入手，對客船輪機進行更合理的組合。針對運行速率功率較高的柴油機安裝減振設備。

3.2船舶輪機內器械設備管道隔振

管道是船舶輪機中最基礎的器械設備。做好管道的隔振工作，是控制船舶輪機噪聲的突破口。管道相互連接，形成一個完整的系統，振動噪聲也會在相連管道之間傳播。新型的管道材料，有金屬管和橡皮管。金屬管在承受的壓力、溫度上性能更好。橡皮管與以往的管道相比，更富有彈性，減少振動噪聲的產生。

彈性度高的管道柔韌性更好，不容易出現斷裂、漏洞。選用高彈性的管道有助于抑制噪音的傳播，降低噪音的振動幅度。高彈性設備對于減輕沖擊、縮短位置移動、保護輪機有也一定的作用。研究表明，彈性支撐設備能夠將管道最大位移值增加到50mm。總的來說，保持設備的彈性度，對于減少振動噪音和保護機械設備抵抗沖擊都具有重大意義。我國大型國企加大了對管道減振降噪方面的研究，發明新型的減振原件。比如多球體橡膠性接頭和減振閥門還有阻尼彈性吊架。與此同時，加強對管道系統振動噪聲機理的理論創新。政府撥款鼓勵支持科研，建設大型船舶輪機研究基地。

3.3船舶輪機噪聲控制方法

（1）隔聲技術和隔聲罩。隔聲技術是控制船舶輪機噪聲最常用的一種技術。浮動地板在隔音上發揮重要作用，隔聲集控室可以擴大隔音范圍，在30dB附近波動。船舶在選擇隔聲罩時要考慮船舶自身設備和條件。隔聲罩以其使用范圍為劃分依據，有半隔聲罩和全隔聲罩，另一種局部隔聲罩應用最為普遍。

（2）阻尼降噪。阻尼降噪指在傳遞過程上進行控制，降低能量振動幅度，抑制和阻礙振動噪聲傳播。解決振動能量傳遞和結構的聲輻射問題，常用的方法有分別是源頭控制、聲源和輻射面隔離以及降低輻射面的輻射效率。

（3）消聲降噪。消聲器的適用范圍廣，比如老百姓的摩托車上也會安一具消聲器。在船舶中，排放氣體的管道、通風口乃至供娛樂的電視機都適合安裝消聲器。柴油機是發動船舶的核心部位，是船舶的馬達。要解決船舶輪機的噪聲問題，必須從柴油機著手。一般而言，船舶用來裝貨或承載旅客，內部船艙空間有限。而且，柴油機運行功率大、體積大、占地面積大，擠占了消聲器的空間，影響消聲器的安裝。因此，相關設計人員既要考慮消聲量，又要考慮阻力損失，實現兩者的統籌兼顧。適用于柴油機的消聲器存在一些問題，相關人員正致力于科學研究以彌補消聲器的缺陷。

結語

控制船舶輪機的振動噪聲，加強相關方面的研究，對政府、船舶業、船舶企業的發展至關重要，具有多方面、全方位的意義。從微觀層面來看，減少船舶航行途中的噪音，為船上的工作人員或觀光游客創造了一個更好的環境；從中觀層面來看，控制船舶輪機振動噪音，延長輪機使用壽命，提高輪機的效能；從宏觀層面來看，有利于減少噪音污染、保護生態環境，符合國家戰略層面的要求，體現了船舶業承擔相應的社會責任。對船舶業而言，船舶輪機振動噪聲控制任重而道遠，在未來的十幾年，要加大科研投入，在技術上更上一層樓。

參考文獻

[1]王亞梅.船舶輪機隔振方法淺析[J].船舶制造業，2016，13：50-53.

[2]張智霖.船舶輪機常見的振動噪聲原因分析[D].上海交通大學，2017.

[3]陳國坤.船舶輪機振動噪聲的主要控制手段與新技術應用[J].浙江科技學報，2017，34：35-36.

（作者單位：湖北海洋工程裝備研究院有限公司）