初探拖拉机噪声控制测试方法

发表时间:2020/8/28   来源:《科学与技术》2020年9期   作者: 孙黎阳 杨通 韩学军
[导读] 拖拉机噪声除了会对驾驶员的健康产生影响之外

         摘要:拖拉机噪声除了会对驾驶员的健康产生影响之外,还会造成一定程度上的环境污染。随着人们健康意识逐渐增强与环境保护标准逐渐严格,拖拉机噪声大小成为用户购买拖拉机的重要考量因素之一。本文从拖拉机噪声测试及噪声控制两方面进行分析,希望可以起到一定借鉴意义。
         关键词:噪声;拖拉机;控制;测试
         若想有效控制拖拉机噪声就须得从噪声源头入手,针对性进行控制才能有效减少噪声,提高拖拉机品质。而想要弄清拖拉机噪声源头,得从拖拉机噪声测试入手,以全面分析噪声具体情况,为后期噪声控制提供可靠参考。
         1.拖拉机噪声测试——以小型拖拉机为例
         1.1噪声测试方法
         测量拖拉机噪声源属于拖拉机噪声测试主要内容之一,在噪声源测试上包括对噪声特性与噪声强度测试。噪声强度主要指噪声功率与噪声级,其特性为空间分布和时间分布;声源特性测量主要指对声源进行识别与定位,是噪声控制的关键。当前常用噪声测试方法包括声品质、声强、分部运转等测试法,不同测试法具有不同特点。其中分部运转测试法以声压测试为基础,相对简单易行,但此种方式对声学环境要求很高,需要在半消声室环境下进行,因此实用性并不是很强;声强测试法对环境要求相对要低一些,在普通实验室测试即可,测试效率和精度也比较高[1]。为了分析小型轮式拖拉机不同噪声源对拖拉机整体噪声影响程度,运用噪声源声强识别方法对拖拉机噪声进行测试。
         1.2噪声源测试设计
         识别小型轮式拖拉机噪声源的具体手段有覆盖法、消元法两种,这两种方式测量噪声主要为驾驶员操作位置噪声或者测量距离拖拉机7.50m处环境噪声。其中,覆盖法主要测试被覆盖耐热隔声材料前后的噪声强度,消元法主要测试噪声源被停止或拆除前后噪声强度[2]。出于对两种声源识别方式分析,结合小型轮式拖拉机很多部件存在覆盖困难或者拆除困难情形,最终选择覆盖法+消元法综合测量方式。
         根据声学理论对覆盖或拆除某部件前后整车声压级变化情况进行对比分析,可以得出被覆盖或拆除部件的声压级。设拖拉机整车声压级在覆盖或拆除i 部件之前为Lps,覆盖或拆除i部件之后整车声压级为Lpr,则可得出被覆盖或拆除部件声压级为Lpi。具体公式如下:
         Lpi=101g(100.1Lps-100.1Lpi)dB(A)(1-1)
         Lps=101g(∑100.1Lpi)dB(A)(1-2)
         将每一个噪声源Lpi进行分解分析,之后再按式(1-2)将它们组合在一起,并与实际测量中获得的总噪声级做对比,便可以可估计出分解计算的准确程度。之后根据式子(1-2)进一步计算出i部件对噪声的贡献程度进行计算,公式具体如下:
         贡献程度=100.1Lpi/∑100.1Lpi
         可以根据每一个部件对总噪声的贡献程度,对各噪声源进行影响排序,为之后制定拖拉机噪声控制措施提供真实可靠的参考。


         2.小型拖拉机噪声实际测试及噪声控制方案
         2.1拖拉机噪声实际测试
         对45马力轮式拖拉机进行噪声源测试。测试所用拖拉机具体参数为外廓尺寸(长×宽×高) 3605×1485×2105mm;轮距(前轮/后轮) 1200-1400/1100-1400mm;最小离地间隙380mm;最小使用质量1560kg;前进档时速:2.36/3.41/5.32/7.20/10.12/14.68/22.85/30.88;倒退档时速:3.50/5.07/7.89/10.67;发动机形式为直列、立式、水冷、四冲程,采用自然吸气方式;发动机标定转速2300转/分等。
         针对该拖拉机进气系统、发动机、传动系统、排气系统、冷却系统等噪声源水平进行测试,测试点主要布置在驾驶员耳旁、排气口、进气口、变速箱旁、冷却风扇旁等。分别将发动机转速控制在800r/min(低速)、1400r/min(中速)、2300r/min(高速)三种运行速度下,然后按照公式(1-1)、(1-2)、(1-3)计算各噪声测试源具体影响情况。
         2.2测试结果
         具体测试结果如下:(1)传动系统、进气系统、风扇噪声测试结果分别对总噪声贡献程度为11.2%、6.80%、12.7%;(2)排气系统测试结果,三种转速下分别消声8.3dB(A)、14.1dB(A)和16.4dB(A)消声效果比较明显,其对总噪声贡献程度为23.90%;(3)发动机测试结果,技术利用噪声的加减法,计算得出其对总噪声贡献程度为38.10%,属于对拖拉机噪声影响最大的部件。根据测试,分析拖拉机噪声来源(驾驶员耳旁)主要包括冷却风扇在内的发动机、排进气系统、传动系统等。
         2.3噪声控制措施
         针对以上测试结果,针对性制定如下噪声控制措施:(1)优化发动机设计。为了进一步降低发动机对拖拉机噪声产生影响,优化发动机结构设计,对每一个发动机组成构件进行严格挑选确保零件质量,同时提高发动机缸体的刚度,用阻尼材料覆盖机件外表面减少震动产生噪声等。另外,为了减小噪声对人耳处产生影响,优化发动机罩、仪表板设计等,将发动机罩的两侧面向下延伸,使用阻尼(吸声)减振材料布置在挡板内侧,减少噪声传播。(2)优化设计冷却风扇。可以通过适当优化冷却风扇材料、叶片数量、形状角度等,尽可能降低其对拖拉机噪声影响,同时使用塑料、玻璃钢等非金属导流罩(风扇)有效降低噪声。(3)排气系统控制。为了减小气体排出对噪声影响,应保证气体有效排出,采用消声处理等手段,来有效降低其对拖拉机造成影响,提升拖拉机品质[3]。
         结束语
         综上所述,拖拉机噪声测试方法有很多,在选择上可以根据测试项目不同适当选择,如果测试人员测试噪声声源可以选择覆盖法+消元法综合测试法。相关人员在拖拉机噪声控制上需要注重针对性,以确保噪声消除质量,提升拖拉机整体品质。
         参考文献
         [1]王德海, 周以齐, 燕同同. 拖拉机驾驶室模态分析与耳旁噪声控制[J]. 噪声与振动控制, 2018, 038(0z1):397-401.
         [2]郑志昊, 齐兵兵, 陈俊杰. 拖拉机驾驶室内噪声源识别测试与分析[J]. 噪声与振动控制, 2018, 038(006):72-75.
         [3]李忠利, 邹会勉, 乔冬冬. 拖拉机驾驶室耳旁噪声主动降噪控制[J]. 科学技术与工程, 2018, 018(033):30-35.
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