關于裝載機的噪聲識別和措施

趙漢東 李銅哨 韓亮

摘要：裝載機的功能多樣，但是在實際工作中會產生較大的噪聲，對環境和人們的健康帶來一定損害，所以，需要采取一定的措施來達到降噪的目的，這對于其裝備本身也具有重要的意義。

關鍵詞：裝載機;噪聲;措施

裝載機的噪聲產生主要包含機外噪聲和司機位置噪聲兩個方面。這個方面分別可以對其周邊的環境進行污染以及影響操作人員身心健康和工作效率，所以需要我們很好地識別和處理。

一、裝載機噪聲識別

裝載機的構成大致可以分成十三個分系統，包括了變矩器、變訊操縱、工作液壓、工作裝置組件、柴油機、驅動橋、轉向、腳制動、車架組件、手制動、駕駛室臺架、電氣、變速箱等系統。對這些系統進行分析，可以把它們產生的噪聲歸結為四個方面，分別是傳動、機械性、柴油機、液壓系統等噪聲，首先需要對這四個方面噪聲進行識別。

（一）傳動噪聲

傳動系統的噪聲主要來源于液力變速箱、液力變矩器、驅動橋等有關于傳動系統所包含的一些噪聲源。傳動系統的運行原理就是靠嚙合齒輪以及磨擦離合器來進行動力傳遞的，從分析來看，可以從以下幾個方面來識別噪聲源。一是變速箱、變矩器、橋中互相嚙合的齒輪，由于裝配或加工的精度不夠高，相互嚙合的輪會因不平衡慣性力、齒向磨損、自振及安裝偏向產生碰撞等原因而產生嚙合噪聲。二是支承各軸的裝配和軸承加工精度不夠高，還有就是軸承承載的剛度缺乏，造成了軸承在工作運行過程會產生噪聲。三是從裝載機的檔位變換來看，它是通過變速箱中磨擦離合器的摩擦片離合來實現的，所以在摩擦片離合過程可能出現打滑的情況，進而發生接觸噪聲。四是在裝載機工作過程中，存在齒輪傳動系統噪聲的固有頻率與相應箱體（殼體）和支架的固有頻率相等的條件下，會出現共振的情況，所以會產生噪聲。當然，噪聲的大小會與齒輪的精度、種類、齒形以及離合器材質、潤滑狀況、轉數等等有關。

（二）機械性噪聲

機械性噪聲我們很好理解，就是裝載機系統上的一些機械構件在受到外力作用產生的振動、或者受到其他構件傳遞過來振動的情況下，會產生機械性噪聲。機械噪聲產生的主要部位是在覆蓋件和駕駛室。比如：裝載機的外殼主要是由前罩、柴油機罩、減輕板、尾罩、側蓋門板、擋泥板等組成，這些構件多數是由薄鋼板制作而成的，所以剛性相對來說較差，在裝載機工作過程中會產生強烈振動，從而產生一定的噪聲。加之相鄰之間的覆蓋件之間的連接地方，薄板相互重迭，連接其之間的螺栓數量也非常有限，所以會產生很多間隙，在機器工作時振動使得相互碰撞產生噪聲。此外，由于各個部件，如覆蓋件、車架等之間的采取的是鋼性連接，所以裝載的各個系統會產生強烈振動能傳遞到覆蓋件上，而且與構建本身產生振動，這樣就會產生出更大的噪聲。

（三）柴油機噪聲

由于柴油機系統較為復雜，所以產生噪聲的原因也較為多樣，如果按照噪聲性質分類，可以將其分為燃燒噪聲、機械噪聲和氣體動力噪聲。一是燃燒噪聲。我們都清楚，柴油機主要是依靠柴油和空氣混合燃燒來獲得動力的，在柴油燃燒過程中氣體壓力升高率陡然上升，所以能產生燃爆，這對于氣缸蓋、氣缸體、活塞、連桿、曲軸等零件會受到一定的沖擊載荷，產生一定的結構振動和燃燒噪聲。這是柴油機系統噪聲的主要來源。二是機械噪聲。機械噪聲也是由于柴油機運轉狀態下，其內部各個零部件存在一定的間隙而引起相互之間的碰撞，還有就是系統內部周期性變化的作用力在零部件上產生彈性變形所引起的表面振動而產生的一些噪聲，零部件之間發生撞擊引起的噪聲有缸套、活塞、連桿軸承、主軸承、傳動齒輪等等，這里面的活塞對氣體的撞擊、傳動齒輪以及氣門機械發出來的噪聲是機械噪聲主要方面。三是氣體動力噪聲。氣體動力噪聲主要是指進、排氣以及冷卻風扇的噪聲。其中進排氣產生主要是在進排氣管中流動氣流的壓力脈動所產生的低中頻噪聲;還有就是進排的氣流在高速流過進排氣閥中形成截面時所形成的渦流，進而產生高頻渦流噪聲;還有一個就是氣缸內氣體動力振動以及氣閥迅速打開或關閉時，在其系統中產生的動力振動，進而通過表面傳遞出來的噪聲;最后還有一種情況，就是在排出氣體向大氣噴射及高速氣流使空氣產生巨大振動而發生的噴注噪聲。冷卻風扇噪聲的產生一般是在下面的情況才會產生，特別是在高速全負荷時，比如風扇運轉時，旋轉葉片會規律性地擊打周圍空氣質點，引起空氣壓力脈動而產生旋轉噪聲;葉片旋轉時，周邊的空氣會在葉片后面產生快速渦流，從而使得空氣發生很大的擾動，形成壓縮或者稀疏過程從而產生渦流噪聲。

（四）液壓噪聲

裝載機的工作系統其中重要系統都是由液壓系統提供的壓力油來提供動力的，所以這些系統或者部件是由液壓系統控制的。這部分的噪聲一般是由各液壓元件，如泵、閥、缸等部件產生的機械噪聲，所以液體流動或者物體在液體中運動引起液壓元件振動。下面舉幾個具體例子，來說明液壓系統可能產生的噪聲。液壓系統的油泵是齒輪泵，在機器運轉時，齒輪的齒合會使輸油泵振動而產生噪聲;在工況迅速變動時，液體流量或油壓差變化較大產生了液壓脈動，脈動流通過管路拐彎處會產生激振力從而引起油管振動，激振力從油管傳到油箱，使油箱激振產生噪聲。

二、裝載機降噪措施

文章第一點分析了裝載機噪聲的產生，這一部分，結合噪聲的類別和性質，分別闡述采取哪些對應的措施來控制噪聲。

（一）傳動系統降噪

結合傳統系統產生噪聲的來源，可以提高軸承等裝配和加工的精度;對于齒輪而言，應加大接觸面積比例，盡可能選用斜齒輪并對齒輪進行修緣，同時盡可能加大負載方向因剛度減少工作時的變形。還有變矩器、變訊箱等傳動部件和車架之間可以放置減振墊，避免剛性連接，減少傳統系統內部各個零部件因傳遞產生的二次振動噪聲。傳統系統降噪，最關鍵的一點還需要保持系統很好的潤滑。

（二）機械性降噪

機械性降噪主要是哪里需要降噪就通過機械的辦法來實現降噪效果。比如：在車架、覆蓋件等與之相連的零部件之間加上減振材料，用來減少振動向覆蓋件的傳遞，比如加橡膠墊等。在覆蓋件之間的重疊處，加上減振材料，這些地方可以是相鄰的門板、機罩間等等，以此減少覆蓋件薄板間的相互碰擊產生的噪聲。還可以把覆蓋件鋼板進行加厚或者加強鋼筋，從而加強鋼性，以減少振動來達到減低噪聲的目的。

（三）柴油機降噪

柴油機系統的噪聲可以說是裝載機的最主要的噪聲源，但是僅僅靠柴油機本身來實現降噪效果，也不太現實。因為通過研究發現，柴油機本身的降噪是一個難度很大的課題，而通過噪聲向外傳遞來實現降噪效果，往往較為容易實現。比如可以將柴油機的內表面覆有耐熱吸音材料的外罩密封起來，使之與外界隔絕，實現噪聲向外傳遞輻射。另外，由于柴油機的噪聲一部分來源于裝載機各部件振動產生的，所以，可以在這些部件之間安裝有效的防振器，來減小柴油機振動的向外傳遞。

（四）液壓降噪

液壓降噪的主要思路是應從泵、閥、油料和管路方面來加以解決。由于液壓泵是齒輪泵，因此可以通過提高液壓泵的裝配和加工精度來降低噪聲，也可以改善液壓泵的支承，選擇轉速較低的液壓泵，來減少振動。另外，液壓工作閥也可以選擇低噪聲溢流閥，通過改變閥口形狀，使油壓無急劇變化。關于管路的問題，避免出現急劇的轉彎;還可以在管路總安裝一定彈性和強度的固定支架。對于油箱，可以加大壁厚和選用加強筋來提高油箱剛性。對于液壓油需要保持清潔，提高系統的密閉性，減少空氣的混入，也可以降低噪聲。