某轮式装载机噪声测试及控制
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
外辐射噪声能否满足巴西噪声标准。原装载机状态 下，拆除六叶风扇后，测得装载机机外辐射噪声为 108.5 dB（A）。这说明，仅仅降低风扇噪声，依然不能 让整车机外辐射噪声达标。
风扇的噪声级与转速成正比关系[6]。在不影响装 载机使用性能的基础上，保持发动机额定转速不变， 适当降低发动机的最高空车转速。通过调整 ECU 数 据，将 发动 机 的 最 高 空 车 转 速 由 2 420 r/min 降 至 2 300 r/min。
表 1 麦克风位置坐标值
X 0.7r -0.7r -0.7r 0.7r -0.27r 0.27r
Y 0.7r 0.7r -0.7r -0.7r 0.65r -0.65r
Z 1.5m 1.5m 1.5m 1.5m 0.71r 0.71r
测试工况：装载机原地定置，发动机从怠速到最 高空车转速缓加油门、最高空车转速。
y
1 噪声测试及频谱分析
1.1 基本情况 某主机厂生产的轮胎式装载机，发动机额定功
率为 92 kW，额定载重为 3 t，额定转速 2 200 r/min， 最 高 空 车 转速 2 420 r/min。依 据装 载机 测试规 范 GBT 25612-2010 《土方机械 声功率级的测定 定置 试验条件》，对试验装载机进行噪声测试，其 A 计权 声功率级为 111.4 dB（A），超出巴西实施的噪声限值。
Equipment Manபைடு நூலகம்facturing Technology No.11，2019
某轮式装载机噪声测试及控制
亓宗磊 1，2，袁 帅 1，2，郭 彬 1，2，时培伟 1，2，陈玉龙 1，2
（1.内燃机可靠性国家重点实验室，山东 潍坊 261061； 2.潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊 261061）
摘 要：以某轮式装载机为研究对象，采集机外辐射噪声数据并进行频谱分析，确定主要噪声源为风扇噪声。通过更换 风扇、降低转速以及加强声学包裹等降噪方案，有效地降低了装载机的机外辐射噪声。 关键词：装载机；噪声试验；频谱分析
中图分类号：TH243
文献标识码：A
文章编号：1672-545X（2019）11-0184-02
巴西装载机机外辐射噪声限值： 85 + 11 伊 1gP = 107 dB（A）
2
1
5
r
x
6
3
4
z
56
2，3
1，4
x
图 1 半球面上的麦克风布置
收稿日期：2019-08-06 作者简介：亓宗磊（1989-），男，山东济南人，工程师，主要研究方向为振动噪声测试分析及结构仿真。
184
麦克风位置 1 2 3 4 5 6
方案 3：现场检查装载机的机舱声学包装，发现 上部及两侧都有通风口，这会增大装载机后方测点 的噪声。现场临时用隔音棉对三处通风口进行封堵， 如图 3 所示。
50.00
215.00
0.00
Hz
2000.00
图 2 测点 2 的 A 计权噪声频谱
风 扇 速 比 是 0.89，此 时 风 扇 转 速 n 为 2 153.8 r/min。而风扇的基频为：
本文针对某出口巴西市场的轮式装载机机外辐 射噪声超标问题，通过 LMS b 模块采集噪声试 验数据，对测试数据进行了频谱分析，确定了主要噪 声源，从而进行有效的、针对性的降噪处理，最终使 目标装载机的机外辐射噪声下降了 4.5 dB（A），满足 出口巴西标准。
其中 P 为发动机额定功率。 为满足巴西噪声标准，需要确定该装载机主要 噪声源，进而制定降噪方案和进行验证。 1.2 主要噪声源判定 测点位置：如图 1 所示，试验用的测量面为一半 球面，根据试验装载机的基本长度，确定半球面的半 径 r 为 16 m。装载机的中心点应大约在半球面中心 点（图 1 中 x 轴与 y 轴的交点）的垂线上方。机器的前 方应面向麦克风位置 1 和位置 4。装载机基本长度的 中点为机器定位用的中心点。机外辐射噪声测量采 用 6 个测点，麦克风布置位置及其坐标位置见图 1 和表 1。在实际测试中，考虑到测试的简便性，一般只 在测试半球的一侧布置三个测点，如点 1、点 2 和点 5；当完成该侧的测试后，将装载机调转方向，测试另 外一侧的三个测点。
的，前者是窄带噪声，后者是宽带噪声[3]。旋转噪声是 由风扇旋转的叶片周期性打击空气，引起压力脉动 的噪声。涡流噪声是风扇旋转时使周围的空气产生 涡流，这些涡流由于粘滞力的作用又会分裂成一系 列的小涡流，这些涡流和涡流的分裂会使空气发生 扰动，形成压力波动，从而激发出噪声[4]。
方案 1：选取一款等直径、风量及静压差异不大 的五叶不等角铁风扇。该五叶片风扇不仅是奇数叶 片，且风扇叶片间的夹角不均等，这种风扇噪声频谱 平坦，不像均匀分布的风扇频谱中有频率尖峰[5]，从而 使不等角风扇的总声压级下降。因此，推测该五叶不
f = n 伊 Z/60 式中：n 为风扇转速，r/min；Z 为叶片数。 对于此处 6 叶等角铁风扇，风扇的基频 f 为 215.4 Hz，这个频率正好与噪声最高点所对应频率重 合。因此，该频率下的风扇旋转噪声是装载机的主要 噪声源。
2 噪声优化方案及验证
2.1 噪声优化方案 风扇噪声主要由叶片旋转噪声和涡流噪声引起
图 3 发动机舱声学包裹
2.2 试验验证 实施不同的优化方案，对试验装载机进行同样
对机外辐射噪声进行频谱分析，图 2 所示为发 动机转速为 2 420 r/min 时，测点 2 的 A 计权噪声频 谱图。由图中可知，A 计权噪声最高点所对应的频率 为 215 Hz。
75.00
F
Spectrum2（A）
《装备制造技术》2019 年第 11 期
等角铁风扇会大幅度优化试验装载机机外辐射噪声。 方案 2：如果只是降低风扇的噪声，装载机的机
0 引言
装载机是一种用途十分广泛的工程机械，其高 效的铲运和装载性能备受人们的青睐，但是装载机 在行驶和作业过程中会发出较高的噪声[1]。装载机运 行时产生的噪声可分为机外辐射噪声和司机位置处 噪声两类。机外辐射噪声主要引起对周边环境的污 染，而司机位置处的噪声主要影响驾驶员的身心健 康和工作效率[2]。因此，装载机的降噪已成为各个生 产厂家提高产品市场竞争力的重要因素。
风扇的噪声级与转速成正比关系[6]。在不影响装 载机使用性能的基础上，保持发动机额定转速不变， 适当降低发动机的最高空车转速。通过调整 ECU 数 据，将 发动 机 的 最 高 空 车 转 速 由 2 420 r/min 降 至 2 300 r/min。
表 1 麦克风位置坐标值
X 0.7r -0.7r -0.7r 0.7r -0.27r 0.27r
Y 0.7r 0.7r -0.7r -0.7r 0.65r -0.65r
Z 1.5m 1.5m 1.5m 1.5m 0.71r 0.71r
测试工况：装载机原地定置，发动机从怠速到最 高空车转速缓加油门、最高空车转速。
y
1 噪声测试及频谱分析
1.1 基本情况 某主机厂生产的轮胎式装载机，发动机额定功
率为 92 kW，额定载重为 3 t，额定转速 2 200 r/min， 最 高 空 车 转速 2 420 r/min。依 据装 载机 测试规 范 GBT 25612-2010 《土方机械 声功率级的测定 定置 试验条件》，对试验装载机进行噪声测试，其 A 计权 声功率级为 111.4 dB（A），超出巴西实施的噪声限值。
Equipment Manபைடு நூலகம்facturing Technology No.11，2019
某轮式装载机噪声测试及控制
亓宗磊 1，2，袁 帅 1，2，郭 彬 1，2，时培伟 1，2，陈玉龙 1，2
（1.内燃机可靠性国家重点实验室，山东 潍坊 261061； 2.潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊 261061）
摘 要：以某轮式装载机为研究对象，采集机外辐射噪声数据并进行频谱分析，确定主要噪声源为风扇噪声。通过更换 风扇、降低转速以及加强声学包裹等降噪方案，有效地降低了装载机的机外辐射噪声。 关键词：装载机；噪声试验；频谱分析
中图分类号：TH243
文献标识码：A
文章编号：1672-545X（2019）11-0184-02
巴西装载机机外辐射噪声限值： 85 + 11 伊 1gP = 107 dB（A）
2
1
5
r
x
6
3
4
z
56
2，3
1，4
x
图 1 半球面上的麦克风布置
收稿日期：2019-08-06 作者简介：亓宗磊（1989-），男，山东济南人，工程师，主要研究方向为振动噪声测试分析及结构仿真。
184
麦克风位置 1 2 3 4 5 6
方案 3：现场检查装载机的机舱声学包装，发现 上部及两侧都有通风口，这会增大装载机后方测点 的噪声。现场临时用隔音棉对三处通风口进行封堵， 如图 3 所示。
50.00
215.00
0.00
Hz
2000.00
图 2 测点 2 的 A 计权噪声频谱
风 扇 速 比 是 0.89，此 时 风 扇 转 速 n 为 2 153.8 r/min。而风扇的基频为：
本文针对某出口巴西市场的轮式装载机机外辐 射噪声超标问题，通过 LMS b 模块采集噪声试 验数据，对测试数据进行了频谱分析，确定了主要噪 声源，从而进行有效的、针对性的降噪处理，最终使 目标装载机的机外辐射噪声下降了 4.5 dB（A），满足 出口巴西标准。
其中 P 为发动机额定功率。 为满足巴西噪声标准，需要确定该装载机主要 噪声源，进而制定降噪方案和进行验证。 1.2 主要噪声源判定 测点位置：如图 1 所示，试验用的测量面为一半 球面，根据试验装载机的基本长度，确定半球面的半 径 r 为 16 m。装载机的中心点应大约在半球面中心 点（图 1 中 x 轴与 y 轴的交点）的垂线上方。机器的前 方应面向麦克风位置 1 和位置 4。装载机基本长度的 中点为机器定位用的中心点。机外辐射噪声测量采 用 6 个测点，麦克风布置位置及其坐标位置见图 1 和表 1。在实际测试中，考虑到测试的简便性，一般只 在测试半球的一侧布置三个测点，如点 1、点 2 和点 5；当完成该侧的测试后，将装载机调转方向，测试另 外一侧的三个测点。
的，前者是窄带噪声，后者是宽带噪声[3]。旋转噪声是 由风扇旋转的叶片周期性打击空气，引起压力脉动 的噪声。涡流噪声是风扇旋转时使周围的空气产生 涡流，这些涡流由于粘滞力的作用又会分裂成一系 列的小涡流，这些涡流和涡流的分裂会使空气发生 扰动，形成压力波动，从而激发出噪声[4]。
方案 1：选取一款等直径、风量及静压差异不大 的五叶不等角铁风扇。该五叶片风扇不仅是奇数叶 片，且风扇叶片间的夹角不均等，这种风扇噪声频谱 平坦，不像均匀分布的风扇频谱中有频率尖峰[5]，从而 使不等角风扇的总声压级下降。因此，推测该五叶不
f = n 伊 Z/60 式中：n 为风扇转速，r/min；Z 为叶片数。 对于此处 6 叶等角铁风扇，风扇的基频 f 为 215.4 Hz，这个频率正好与噪声最高点所对应频率重 合。因此，该频率下的风扇旋转噪声是装载机的主要 噪声源。
2 噪声优化方案及验证
2.1 噪声优化方案 风扇噪声主要由叶片旋转噪声和涡流噪声引起
图 3 发动机舱声学包裹
2.2 试验验证 实施不同的优化方案，对试验装载机进行同样
对机外辐射噪声进行频谱分析，图 2 所示为发 动机转速为 2 420 r/min 时，测点 2 的 A 计权噪声频 谱图。由图中可知，A 计权噪声最高点所对应的频率 为 215 Hz。
75.00
F
Spectrum2（A）
《装备制造技术》2019 年第 11 期
等角铁风扇会大幅度优化试验装载机机外辐射噪声。 方案 2：如果只是降低风扇的噪声，装载机的机
0 引言
装载机是一种用途十分广泛的工程机械，其高 效的铲运和装载性能备受人们的青睐，但是装载机 在行驶和作业过程中会发出较高的噪声[1]。装载机运 行时产生的噪声可分为机外辐射噪声和司机位置处 噪声两类。机外辐射噪声主要引起对周边环境的污 染，而司机位置处的噪声主要影响驾驶员的身心健 康和工作效率[2]。因此，装载机的降噪已成为各个生 产厂家提高产品市场竞争力的重要因素。