小型内燃机噪声法规及噪声控制方法概述

Keyword: Small engine Noise Standard Control
一、 中国小型内燃机噪声相关法规概 述。
我国的环境保护工作开始于 １９７３ 年 ８ 月的第一次全国环境保护工作会 议，并通过 １９７９ 年 ３ 月《中华人民共 和国环境保护法（试行）》的出台，使 环境标准的制（修）订、审批和实施 权限得以明确，使环境标准工作有了 法律依据和保证，同时开始制订噪声 环境质量标准。随着 ２０００ 年 ４ 月新修 订的《中华人民共和国大气污染防治 法》的通过以及“超标即违法”思想 的进一步阐明，使得环境标准在环境 管理中的地位进一步明确，使得噪声 等环境标准工作得以健康快速的发 展。
国家标准 ＧＢ／Ｔ １８５９－２０００《往复 式内燃机辐射的空气噪声测量工程法 及简易法》规定了在包络声源的测量 表面上测量声压级以及计算声功率级 的方法。同时给出了对测试环境、测 量仪器的要求，以及表面声压级、Ａ 计 权声功率级和倍频带或 １／３ 倍频带声 功率级的计算方法。 我国中小功率柴油机及小型汽油 机的噪声都按照此标准规定方法测 量。 ４、油锯耳旁噪声测定方法
１９８６ 年 ４ 月 ２１ 日我国发布了非道 路用中小功率柴油机噪声限值国家标 准 ＧＢｎ２５９－１９８６，自 １９８７ 年 ３ 月 １ 日起 实施，于 １９９３ 年 ２ 月 ２５ 日修订为 ＧＢ１４０９７－１９９３，自 １９９３ 年 ９ 月 １ 日起 实施，又于 １９９９ 年 ８ 月 １０ 日修订为
目 前 采 用 的 国 家 标 准 为 ＧＢ １４０９７－１９９９《中小功率柴油机噪声限 值》。其规定了中小功率柴油机噪声限 值；适用于汽缸直径小于或等于 １６０ｍｍ 的往复活塞式柴油机；汽缸直径大于
１６０ｍｍ 而小于或等于 ２００ｍｍ 的柴油机亦 可参照执行。
其噪声的测量方法应符合 ＧＢ／Ｔ １８５９－２０００《往复式内燃机辐射的空 气噪声测量工程法及简易法》的规定。 ２、小型汽油机噪声限值
Abstract :
This paper introduces some important noise laws, regulations and standards about small engines and related machines at home and abroad. It also explains common ideas about analyzing and resolving noise problems and makes a list of frequently-used methods for noise control, especially for engines.
ｃ）降低系统中发声部件对激发力 的响应：每个发声系统都有它自己的 固有频率，如果使系统的固有频率远 远高于或低于激发力频率，系统的噪 声辐射效率将明显降低。如，一块金 属板在外力激发下，产生强烈噪声， 如果改变板厚或增加刚性来改变它的 固有频率，可以降低噪声。
图７ 噪声频谱分析
日本的《噪声控制法》是 １９６８ 年 制定，经 １９７０ 年修订而形成的，它的 控制对象原来只是工厂噪声和建筑作 业噪声，修订后增加了汽车噪声。
目前，日本也还没有针对非道路 车辆及移动机械制定相应的噪声排放 限值法规。
三、小型内燃机噪声控制方法。
分析噪声产生原因，解决噪声问 题通常步骤如图 ５ 所示：
图 ８ 发动机辐射噪声的主要原因和
机械作用力的周期性变化而
相应的措施示意图［１］
产生的噪声。
４、预防措施：针对主要声源及主要频 （２）噪声传播途径的控制
ａ）消声器：是对某些空气动力噪 声（如进、排气噪声）进行控制的有 效方法。
排气噪声是单缸发动机主要的噪 声源之一，它的噪声往往比发动机的 整机噪声（排气噪声除外）高 １０￣１５ｄＢ（Ａ）。采用排气消声器降低排 气噪声，对发动机性能影响较小，又 比较易于实现，是降低排气噪声最主 要、最有效、最简单的方法之一。但 是不增加体积、质量和成本，单纯依 靠排气消声器等单一技术，要使发动 机噪声降到一个理想的水平是比较困 难的；因此，在合理设计排气消声器 的同时，应采取其他控制噪声的传递 的措施，降低发动机噪声。
１９８１ 年，美国国会同意了里根政 府的提议，取消了 ＯＮＡＣ（噪声消减和 控制办公室）的政府资金，ＥＰＡ 也不得 不终止了大部分联邦噪声削减活动， 而将首要噪声管理职责转移到州和地
方政府。美国 ＥＰＡ 不再行使噪声控制 权，难以协调各地方的噪声污染控制 活动。
目前，美国还没有针对非道路车 辆及移动机械制定相应的噪声排放限 值法规。 ３、 日本
１９７８～１９８６ 年间曾先后发布了 ９ 个针 对某些工程机械和草坪修剪机械等室 外设备环境噪声污染的指令，对其噪 声限值、试验方法、标记和评定程序 做了分别规定，各成员国也还有一些 各自不同的规定。此次发布的新指令 是对原有各种不同规定的简化和统一 协调，以利于内部市场的顺利运行， 并消除这些设备在内部市场框架内自 由转移的障碍。另一方面，在欧共体 过去发布的指令中，曾要求委员会对 压缩机、吊塔、电焊与动力发电机组、 水泥破碎器与镐的噪声限值提出建议 予以降低；草坪修剪机械的噪声限值 自实施 １９８４ 年指令以来从未作过修 订，也休要加以降低；此外，还有多 种工程机械（平地机、装载机式填平 压实机、翻斗车、内燃机驱动的配重 式叉车、机动吊车、建筑用绞车、压 实机械、铺路修整机和液压动力装置） 已经具备了降低噪声的技术，但大多 不采用，现在市场上同样功率的室外 设备噪声值相差可达 １０ｄＢ 以上。据此， 新的指令中也建立了降低噪声限值的 框架。
噪声目前已影响人类的健康和 正常生活对环境也有害。除汽车是一 个重要的噪声源并早已有了限值法规 外，还有一些非道路设备（特别是建 筑和工程设施、园林绿化和草坪修剪 用途）也造成了越来越多的噪声污染。 欧共体于 ７０ 年代末开始陆续发布多次 非道路用室外设备噪声的法规，主要 是针对某些种类的工程机械和草坪修 剪机械的。欧盟的欧洲议会和理事会 在 １９９３ 年 ２ 月 １ 日决议所附的第 ５ 届 环境行动计划中认定，噪声是市区最 紧迫的环境问题之一，需要对各种不 同的噪声源采取措施。２０００ 年 ７ 月 ３ 日，欧洲议会和理事会友发布了对非 道路用室外设备噪声的新指令 ２０００／１４／ＥＣ 。 在 此 之 前 ， 欧 共 体 于
图 ５ 解决噪声问题通常步骤示意图［１］
１、确定目标：包括发动机型号、目标 噪声值 ２、现有状态分析： 声源定位，如图６
所示，为内燃机噪声源示意图；频谱 分析，如图７所示；
内燃机噪声源示意图
空气动力
燃烧
机械
进气 排气 风扇
活塞载荷 气门系统 供油系统
正时齿轮 活塞撞击
内燃机结构响应 辐射噪声
３、噪声形成原因分析：发动机噪声按
它产生的性质分类可分为：空气动力
性噪声、燃烧噪声和机械噪声。
ａ） 空气动力性噪声包括进、排
气系统和风扇等产生的噪
声；
ｂ） 燃烧噪声是气缸内部结构及
零部件产生振动而发出的噪
声；
ｃ） 机械噪声是由于运动部件之
间及运动部件与固定件之间
图６ 内燃机噪声源示意图
率并结合噪声传递的主要环节进行相 应修改： （１）对噪声源进行控制，如图 ８ 所示
ａ）工艺改革：利用改变工艺，减 少噪声产生的条件，如：将撞击铆接 改为挤压铆接，减少由于强烈撞击产 生的高噪声。
ｂ）降低产生噪声的激发力：提高 旋转部件的动平衡精度；润滑运动部 件，减少其摩擦力；降低各种气流噪 声源的流速，避免产生过多的湍流； 对振动部件进行隔离等措施。
２０００ 年 ７ 月 ３ 日 发 布 的 ２０００／１４／ＥＣ（成员国关于户外机械设 备环境噪声排放的一致性法规）指令， 是对其成员国提出的非道路用室外设 备环境噪声污染的最新法规。该指令 定义了共五十七类户外设备，其中二 十二种规定了噪声排放限值，四十一 种要求标明噪声排放值，共 ６３ 种设备。 同时，针对每种具体设备，制定了排 放噪声测定方法。规定了设备投放市 场或投入共同体内使用的条件。并且 对欧洲非道路噪声排放的管理进行了 部分说明。 ２、 美国
目 前 采 用 的 国 家 标 准 为 ＧＢ １５７３９－１９９５，其规定了功率为 ３０ｋＷ 以 下汽油机产品的噪声类型、测量方法、 噪声限值。
汽油机测量噪声时，应在标定转 速、标定功率工况下稳定运转，其转 速和功率的准确度应符合 ＧＢ １１０５．３ 的规定，测试方法按照 ＧＢ／Ｔ １８５９－ ２０００《往复式内燃机辐射的空气噪声 测量工程法及简易法》的规定。 ３、往复式内燃机辐射的空气噪声测量 工程法及简易法
ｂ）隔声：是利用一些具有一定重 量、坚实的材料和结构包裹发动机表 面的声辐射，隔离声传播通路，降低 噪声。经常采用的形式有隔声壁板， 隔声罩等。
对空气声隔离的主要传播方法是 采用隔声罩将高噪声源放置在与周围 环境隔离的密闭或半封闭空间内，使 其产生的高噪声不直接传播到临近的 区域。隔声罩一般有三种形式：全隔 声罩；半隔声罩；局部隔声罩。发动 机上比较常用的是局部隔声罩
小内燃机噪声法规及噪声控制方法概述
天津大学 天津内燃机研究所
景亚兵 林漫群 贾滨
摘要：
本文主要介绍国内和国外主要地区关于小型内燃机及配套机具的主要噪声法规、标准， 并说明了分析解决噪声问题的一般思路，针对内燃机列举了常用的噪声控制方法手段。
关键词： 小型内燃机 噪声 标准 控制
国家标准 ＧＢ／Ｔ ５３９０－１９９５《油锯 耳旁噪声测定方法》规定了油锯在操 作者位置上噪声 Ａ 声级和倍频带声压 级的测定方法，适用于便携式油锯， 油锯操作条件模拟林区现场情况。 ５、割灌机操作者耳旁噪声测定方法
国家标准 ＧＢ／Ｔ １４１７８－９３ 《灌割 机 操作者耳旁噪声测定方法》规定了 割灌机操作者耳旁噪声（Ａ 计权声及） 的测定方法，适用于内燃、动力侧挂 式灌割机，其他型式灌割机也应参照 使用。 ６、便携式风力灭火机耳旁噪声的测定 国家标准 ＧＢ／Ｔ １０２８４－１９９９《便携
式风力灭火器 耳旁噪声的测定》规定 了便携式风力灭火机操作者耳旁噪声 （Ａ 计权的测定方法）的测定方法，适 用于便携式风力灭火机。
二、 国外小型内燃机噪声相关法规概 述。
１、欧洲
由交通、工业和娱乐活动所产生 的环境噪声已成为欧洲的一个主要环 境问题，并且成为越来越多公众抱怨 的来源，但关于噪声暴露方面的数据 非常少，并且由于不同的噪声测试方 法和评价方法，使得噪声暴露方面的 数据可比性不好。尽管这样，据相关 机构估计，大约有 8000 万的欧盟人口 生活在科学家和健康专家认定的不可 接受的噪声水平下，除此之外，还有 1.7 亿欧盟人口生活在所谓的“灰色地 带”，在这种区域中，人们生活受到了 严重的干扰。另外，噪声污染还带来 了不可忽视的经济损失，据相关研究 估计，欧洲由于噪声污染引起的损失 可达到 GDP 的 2%。另据保守估计， 欧洲每年由于环境噪声造成的损失达 到 120 亿欧元。
ＧＢ１４０９７－１９９９，自 ２０００ 年 １０ 月 １ 日起 实施。同时，我国于 １９８６ 年 １２ 月发 布了通用小型汽油机的噪声限值国家 标 准 ＧＢｎ２６４－８６，于 １９９５ 年修订为 ＧＢ１５７３９－１９９５，自 １９９６ 年 ５ 月 １ 日起 实施。 除了中小功率柴油、通用小型汽 油机外，我国还对工程机械、拖拉机 等非道路用车辆和机械制定了噪声排 放限制。对油锯、割灌机、便携式风 力灭火机、往复式内燃机驱动的交流 发电机组等非道路用室外设备没有规 定噪声排放限值，但制定了测量噪声 的国家标准。自走式收获机械、固定 式农业机械、植保机械等非道路用室 外设备其行业标准对其噪声排放测量 方法作出了规定。 １、中小功率柴油机噪声限值