工程機械噪聲原理與控制策略

居述妹

（中國電建集團江西省水電工程局有限公司）

1 工程機械噪聲原理

當下的工程機械噪聲原理主要分為兩種：①工程機械在正常運行時候進行氣體交換時造成的“空氣動力噪聲”。常見的例如風扇噪聲，進氣噪聲，排氣噪聲等。②工程機械在運行時自身震動產生的噪聲也成為“結構力噪聲”。在工程機械中一般“結構力噪聲”噪聲源一般為工程機械的大功率高轉速的發動機。工程機械發動機的“結構力噪聲”又被分為燃燒噪聲與機械噪聲兩類。除了“空氣動力噪聲”，“結構力噪聲”這兩類噪聲外還有因為液體在管道中流動時造成系統壓力改變的引起震動而產生的“液壓系統噪聲”和因為二次振動引起的“板輻射噪聲”等。

2 常見的工程機械噪聲種類及產生的具體原因

2.1 空氣動力噪聲

“空氣動力噪聲”最為常見的是以下三種：①風扇噪聲是最為典型的“空氣動力噪聲”，也是工程施工過程中比較難控制的噪聲種類之一。因為施工要求風冷發動機高速滿負載的運轉，風扇也隨著高速旋轉時造成無數渦流，這些渦流對空氣造成擾動形成壓力波進而形成連續寬頻噪聲，風扇噪聲會長時間高分貝的存在對施工人員影響較大。②排氣噪聲，排氣噪聲是工程機械打開排氣閥排出廢氣時，廢氣因為以脈沖形式排出具有很高的能量對排氣管及周遭部件進行沖擊產生振動引起的。③進氣噪聲，是因為進氣管在周期性的吸收進新鮮空氣時導致管內壓力發生周期性脈動，改變了進氣管道內的空氣密度造成的。

2.2 結構力噪聲

“結構力噪聲”的噪聲聲源一般是機械工程的大功率發動機，細分可根據噪聲產生機理不同分為燃燒噪聲與機械噪聲。其中燃燒噪聲是在燃料在活塞缸內燃燒放出大量熱能使得氣體體積迅速膨脹發生爆炸沖擊活塞缸及其周遭部件產生噪聲。機械噪聲則是在發動機正常進行運轉時，發動機內部零件之間存在空隙相互碰撞導致振動繼而引起發動機外殼表面輻射出噪音。

3 工程機械噪聲控制策略

對于噪聲的控制我們遵從的根本原則是在以下三個環節中進行控制，第一個環節是在噪聲產生的噪源處進行控制消滅噪源或者減低噪聲分貝，第二個環節是在噪聲傳播過程之中，眾所周知聲音的傳播需要介質，最后是在接受者出進行控制。以下工程機械的噪聲控制辦法都是基于這三個環節進行的。

3.1 發動機處的“結構力噪聲”控制措施

工程機械的噪聲主要來源就是發動機，發動機作為工程機械的動力源也是主要噪聲源。因此想要降低工程機械的噪聲那么就必須從發動機入手。一般在發動機與機架連接處加裝內阻尼性能高的減震塊能有效減輕發動機運轉時產生的振動。同時在保證散熱能力不受影響的條件下可以將發動機用耐熱吸音的材料包裹起來，減少噪聲的向外輻射，將噪音屏蔽在發動機外殼內。對于發動機內部的燃燒噪聲控制根據其產生的原理一般是通過設置噴油提前角，控制噴油規律達到減緩速燃期活塞缸內部壓力升高程度，以及減少著火延遲期內活塞缸內部的可燃混合氣體數，以此達到有效降低燃燒噪聲。

3.2 排氣噪聲控制措施

排氣噪聲的控制方法很多最為簡單有效的是，通過對排氣管道安裝高分子材料制成的消音器，在噪聲傳播的過程到消音器的過程中，高分子材料通過內部摩擦產生的損耗反應將部分振動能量轉換成熱能消耗掉以此來降低輻射出來的噪聲分貝。但在進行排氣噪聲控制過程中還要注意到一點，要保證排氣管道內壁的通暢與光滑并且避免使用排氣管道設計成直角拐彎的工程機械，直角彎的排氣管道很容易造成氣體瞬時脈動并且氣體進入直角彎道時會產生二次輻射產生巨大的排氣噪聲。

3.3 風扇噪聲控制措施

影響風扇噪聲的因素多種多樣，一般而言風扇想要有好的散熱效果就必須有足夠的風量。而風扇的風量一般與風扇的直徑，轉速，靜壓大小有關。當直徑越大，轉速越快，靜壓越強的時候風量就會加大但隨之風扇噪聲也會成倍的增加。因此我們進行風扇噪聲防護時從兩個方面入手。首先是對風扇的選擇，根據研究發現風扇的葉片形狀與幾何參數的設計對于風扇噪聲的抑制效果顯著。因此風扇的葉片數量，葉片材質，葉片形狀都是我們要考慮的，同時對于風扇的導風罩也要格外注意，一個設計科學合理的導風罩也能有效減少風扇噪聲。防治風扇噪聲的另一個辦法是加裝當前新型的“消聲百葉窗”，這種“消聲百葉窗”能夠通過利用風扇葉片之間高速旋轉時產生的摩擦力，使得受到氣體影響而旋轉的葉輪產生一定的阻尼，從而達到吸收振動能量控制噪聲的目的。

3.4 駕駛室與接受者出的噪聲控制措施

對于在工程機械的駕駛室內工作的操作人員，一定要注意噪聲的控制。因為長時間暴露在高分貝的噪聲環境中人的身體健康不但會遭到破壞還會導致操作者變得疲勞。當操作者因為長時間暴露在噪聲環境中變得操作遲鈍不但影響工程的施工質量與施工進度嚴重的時候還會造成工程事故。因此要重視工程機械的駕駛室噪聲防治工作。一般來說工程機械的發動機在駕駛室的后下方，因此首先要保證駕駛室與發動機的直接連接處要留有空隙，以此來減少發動機振動對駕駛的影響。其次要在駕駛室內的地面與四周鋪設吸聲材質。對于駕駛室內的構件縫隙處藥用像橡膠或者聚氨酯泡沫塑料類彈性較好的材料填充。對于直接處在噪聲環境內的操作人員，如果條件允許可以配發帶麥克風的防噪耳塞，既能減少噪聲也能方便交流。條件不能滿足時也可以只分發防噪耳塞。

4 結語

隨著人們環保理念的不斷增強，噪音污染也成為了人們關注的熱點，工程機械噪聲作為主要的噪音污染種類之一，如何有效降低工程機械噪聲迫在眉睫。本文通過對工程機械噪聲產生的原理進行分析，研究，提出了在技術上可行，經濟上可取能夠顯著降低工程機械噪聲的控制策略。使得在工程機械施工過程中駕駛室與施工場所的噪聲得到了控制，保護了施工人員的健康也延長了施工場所中設備的使用壽命。工程機械噪聲是一個工程施工中不可避免的問題，在我國工程數量與規模如此巨大的背景下，進行工程機械噪聲的控制研究是非常有實際意義的。有效的工程機械噪聲控制也能提高我國工程項目在國內國外市場上的競爭了，是我國走向工程機械強國的必備條件之一。