淺談挖掘機駕駛室內噪音控制辦法

王貴華 王維昌 王緒橋

摘要：文章對挖掘機產生的噪聲來源進行分析，針對不同的噪聲來源提出了風扇選擇、發動機減振、駕駛室減振、結構件剛性加強等降噪技術措施，以供參考。

關鍵詞：挖掘機;噪聲;噪音控制辦法

一、引言

挖掘機噪聲的產生是由于機械設備運轉時，部件間的摩擦力、撞擊力或非平衡力，使機械部件和殼體產生振動而輻射噪聲。機械噪聲按聲源的不同可分為三類：空氣動力性噪聲、機械性噪聲、電磁性噪聲。根據GB16710-2010土方機械噪聲限值要求挖掘機駕駛室處低于80dB即可滿足當前國標要求，但是隨著時代的進步，駕駛員對環境噪音的要求越來越高，滿足國標要求已經不能滿足當前駕駛員的要求?？刂仆诰驒C駕駛室內噪音成為當前主機廠研究的課題之一。挖掘機駕駛室內噪音來源于車外噪聲源和振動源（如發動機、傳動系統、進排氣系統、冷卻風扇、液壓系統噪聲等），這些噪聲通過空氣傳播和結構振動兩種方式進入駕駛室內，在駕駛室內形成不均勻的聲場，主要分為：空氣動力性噪聲、機械性噪聲，下面針對以上兩種噪音淺談控制辦法。

二、空氣動力性噪音控制辦法

（一）風扇噪音的控制

挖掘機風扇廠家一般具有兩款同配置的風扇，一款為普通型，相對成本較低，風噪大經濟性好，另一款為低噪風扇，成本相對較高，但是產生的噪音相對較小。普通型風扇的葉片采用的材質一般都是塑料這種導熱性能極差的材料，而低噪音風扇則選用銅鐵等導熱性能較好的材質。在風扇高速旋轉的時候，葉片會因為受熱而震顫，發出噪音。而低噪音風扇有效的改進了這一不足，它采用一些導熱散熱性能極強的材料，所以，即使風扇高速旋轉，它的葉片也不會因為受熱而劇烈震顫。穩定的旋轉，使得低噪音風扇的靜音性能進一步增強。以挖掘機20噸級為例，普通風扇6至7個葉片通常呈花瓣狀分布，葉片并不在同一水平線上。而低噪風扇的葉片不止7片一般能達到9片左右，而且處于同一水平線上，這樣的設計，會使葉片對空氣的切割大大減弱，與空氣的碰撞大大減小，這樣的話，空氣與葉片強烈碰撞所產生的噪音就會大大減弱，幾乎聽不到，一般更換低噪音風扇在駕駛員處能降低3dB左右的噪音，效果較為明顯;

（二）在傳播途徑中減弱噪音

降低挖掘機空氣動力性噪音在傳播途徑中主要通過以下3方面進行控制：

（1）、對風扇、消音器周邊采用隔板、海綿進行封堵吸音，在保證散熱需求的前提下，將風扇、消音器區域盡可能的密封，使噪音最大可能的被阻擋;

（2）、在司機室內駕駛員周邊內飾里張貼吸音海綿，此種吸聲材料為多孔材料，其中90%是細微、互相連通的空腔，這些微腔對振動的空氣分子產生粘滯阻力和摩擦作用，使分子的振動動能轉變為熱能，使傳至駕駛室處的噪音進一步被衰減;

（3）、控制駕駛室的密封性。首先，要保證駕駛室本體的密封性，使駕駛室可開啟件如天窗、推拉玻璃等配合處密封嚴密，不能出現明顯的間隙、漏洞。其次，駕駛室地板上的過管孔、穿線孔要用密封件進行密封;底板架與駕駛室之間采用橡膠墊密封。

（三）消音器噪音的控制

消聲器是控制空氣動力性噪聲往外傳播的有效設備。首先，在空間允許的情況下盡量選取大直徑的消音器，使消音器的設計空間加大，有效降低排氣壓力，從而降低噪音發生值。其次，在消音器的外面包裹隔音隔熱材料，也能有效降低消音器的噪音。由于消音器產生的噪音在挖掘機噪音中占比較小，以上措施對挖掘機司機室處的噪音值降低大約在0.5-1dB。

二、機械性噪聲控制辦法

（一）發動機減振

發動機同機架之間采用橡膠減振器來衰減振動的傳遞。通常減振器布置在發動機的四個角，采用上下對扣布置。橡膠減震器的特點是在于他的外形能按需要設計、剛度可調、提供比彈簧更大的阻尼比、抗剪、抗拉、抗壓、安裝簡單。在橡膠強度能保證的前提下，降低橡膠的硬度，能更好的的提高減振效率，一般綜合減振效率在85%以上較為合理。

（二）駕駛室減振

機架同駕駛室之間采用硅油減振器來衰減振動的傳遞。通常減振器布置在駕駛室的底部四角處，如果駕駛室過重，需要在駕駛室底部中間位置多布置1至2點，以此來實現駕駛室處振動的進一步隔離。硅油減振器的主要組成部分主要有天然橡膠、硅油以及金屬零件等。將上述組成部分組成液體摩擦阻振器。當駕駛室在減震器上支撐并受力之后，首先需要通過彈性橡膠先對振動波進行吸收，進行第一次減振;然后在振動幅度不斷增加的過程中也會增加橡膠變形量，此時的橡膠件會出現形變問題，并且會接觸存儲在油殼中的硅油而導致比較強的阻尼產生，從而實現駕駛室的減震以及防沖擊。同樣，在橡膠強度能保證的前提下，降低橡膠的硬度，能更好的的提高減振效率，一般挖掘機在1500至1800轉/分時減振效率在70%以上較為合理。

（三）結構件剛性

通過提高發動機關聯件剛性來降低結構件類振動產生的噪音。此類噪音主要是由于結構件剛性不足引起的，例如，發動機支腳離減振器安裝位置過遠導致發動機支腳懸臂過長，如結構強度設計不足易引起共振，導致整機振動大產生較大噪音。鑒于此種情況，提高發動機同機架之間連接件的剛性是解決此問題的關鍵。同時，要注意安裝在機架上的薄板件面積過大而發生振動，此類現象可通過增加折彎、沖壓造型等來加強薄板件的剛性降低振動噪音。

機械性噪聲控制主要是減振器的選擇，只有在傳播途徑上采取措施將振動不斷進行衰減，將發動機的振動向外傳遞降低了，才能保證整機的穩定性，提高駕駛員操作舒適性以及挖掘機其他部件的使用壽命。

三、結語

在對挖掘機的噪聲來源進行分析之后，文章提出了要通過風扇降噪、發動機減振、駕駛室減振、隔聲處理以及吸聲材料應用等降噪技術措施，在通過上述措施進行降噪之后，通過噪聲檢測設備進行檢驗，實現了噪聲值的顯著降低，證明了文中所介紹降噪技術措施的可行性。

參考文獻：

[1]王維昌.小型液壓挖掘機降噪技術措施研究[D].科技新時代，2019（4）.

[2]齊全，周以齊，崔文玲.基于OTPA方法的挖掘機駕駛室結構噪聲源識別[J].噪聲與振動控制，2017（2）.