基于CE認(rèn)證要求的裝載機(jī)噪聲控制策略及其實(shí)踐應(yīng)用研究.pdf

1、近幾年，土方機(jī)械由于有著高強(qiáng)的性能所以在多種生產(chǎn)過程與工程機(jī)械項(xiàng)目的各方面都得到廣泛應(yīng)用，在生產(chǎn)過程中也是如此。輪式裝載機(jī)主要是對(duì)松散物料進(jìn)行鏟裝及短距離運(yùn)輸作業(yè)，其廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、碼頭、礦山、水利等工程和城市建設(shè)等場所。它是土方機(jī)械中發(fā)展最快、產(chǎn)銷量及市場需求最大的機(jī)種之一。但包括裝載機(jī)在內(nèi)的土方機(jī)械在行走和工作過程中會(huì)發(fā)出較大的噪聲，嚴(yán)重污染了環(huán)境，干擾了人們的正常生活、學(xué)習(xí)和工作，甚至危及人們的身心健康。因此土方機(jī)械的噪聲問

2、題引起了社會(huì)的普遍關(guān)注。而降噪已成為土方機(jī)械行業(yè)中提高產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要因素。國產(chǎn)裝載機(jī)因噪聲不能達(dá)到CE認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，不能進(jìn)入歐美市場，國內(nèi)裝載機(jī)廠商為了進(jìn)入歐美市場，均將噪聲控制作為重要的技術(shù)攻關(guān)難點(diǎn)，進(jìn)行大量投入。論文以國內(nèi)某工程機(jī)械集團(tuán)生產(chǎn)的輪式發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，采用試驗(yàn)方法、理論分析以及有限元仿真相結(jié)合的方法進(jìn)行裝載機(jī)整機(jī)元器件及結(jié)構(gòu)改造優(yōu)化來降低零部件對(duì)整機(jī)的噪聲貢獻(xiàn)率，最終以期獲得一款低噪聲輪式裝載機(jī)滿足CE認(rèn)證對(duì)噪聲指令要求

3、，從而為進(jìn)軍歐美市場提供通行證，最終提高國產(chǎn)裝載機(jī)的國際市場競爭力。
　　通過對(duì)輪式裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)分析，從理論上闡述了裝載機(jī)各噪聲源產(chǎn)生的機(jī)理及振動(dòng)頻率，根據(jù)裝載機(jī)噪聲試驗(yàn)測(cè)試依據(jù)及CE認(rèn)證要求，提出了裝載機(jī)整機(jī)噪聲控制的試驗(yàn)、分析、降噪改善方法及措施等內(nèi)容的理論方法體系，為裝載機(jī)噪聲控制提供了理論基礎(chǔ)。
　　基于一款國產(chǎn)5T噪聲未達(dá)標(biāo)CE要求的裝載機(jī)進(jìn)行了噪聲測(cè)試試驗(yàn)，采用六點(diǎn)測(cè)量法進(jìn)行裝載機(jī)機(jī)外輻射噪聲和司機(jī)位置噪聲試驗(yàn)，

4、計(jì)算得到機(jī)外輻射機(jī)外輻射聲功率級(jí)111.5dB(A)，司機(jī)位置聲壓級(jí)為82.08dB(A);對(duì)各測(cè)量信號(hào)進(jìn)行了整機(jī)噪聲貢獻(xiàn)值分析，得到裝載機(jī)工作泵對(duì)整機(jī)噪聲值的貢獻(xiàn)量最大。并利用傳聲器陣列掃略的方法來進(jìn)行聲源定位，驗(yàn)證了各噪聲源對(duì)整機(jī)機(jī)外輻射噪聲的影響，從而為后續(xù)裝載機(jī)降噪提供了目標(biāo)方向。
　　根據(jù)吸聲海綿的吸聲機(jī)理，利用正交設(shè)計(jì)方法，以三種類型的吸聲海綿為水平，以粘貼到駕駛室底部、機(jī)罩頂部、車架底板、機(jī)罩側(cè)部四個(gè)部位為因素設(shè)計(jì)了

5、機(jī)外輻射噪聲正交試驗(yàn)，獲得最優(yōu)的海綿選擇為:車架底板和駕駛室底部粘貼2＃海綿即EPDM橡塑材料海綿。機(jī)罩頂部和機(jī)罩側(cè)部粘貼1＃海綿即LE海綿。將優(yōu)選出吸聲海綿方案進(jìn)行了機(jī)外輻射噪聲和司機(jī)位置噪聲試驗(yàn)驗(yàn)證，得到整機(jī)機(jī)外輻射噪聲110.3dB(A)、司機(jī)位置噪聲為81.5dB(A)，相比未采用海綿吸聲措施前分別降低了1.2dB和0.6dB。
　　設(shè)計(jì)了裝載機(jī)工作泵噪聲試驗(yàn)測(cè)試臺(tái)，進(jìn)行了裝載機(jī)工作泵噪聲測(cè)試，利用ICA算法進(jìn)行噪聲信號(hào)分

6、離，獲得齒輪泵噪聲時(shí)域信號(hào)及其分貝值。通過增加齒輪齒數(shù)和齒輪修型的方法來減小脈動(dòng)流量和齒輪嚙合產(chǎn)生的噪聲。試驗(yàn)將齒輪齒數(shù)由9齒增加到12齒，齒形修形為鼓形，尺寸偏差控制在0.01～0.02mm，得到:齒輪泵額定工況下的流量脈動(dòng)率下降5.7％，齒輪間的齒面嚙合力也降低約30％，并在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了噪聲對(duì)比試驗(yàn)，可知:齒輪泵在試驗(yàn)臺(tái)上運(yùn)轉(zhuǎn)聲功率輻射噪聲由原100.6dB(A)降低至95.9dB(A)，降低4.7dB。通過裝機(jī)后整機(jī)機(jī)外輻射噪聲

7、試驗(yàn)對(duì)比可得:機(jī)外輻射聲功率級(jí)從采取海綿降噪試驗(yàn)后的110.3dB(A)下降到109.3dB(A)，該措施可使整機(jī)機(jī)外輻射噪聲降低1dB。
　　利用CAE軟件HyperWork中的流場分析模塊AcuSolve計(jì)算了該機(jī)型原消聲器排氣背壓。并在原整機(jī)上進(jìn)行了實(shí)際排氣背壓測(cè)量，得知，在發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率下背壓3.9kPa;對(duì)消聲器的聲學(xué)傳遞損失進(jìn)行了分析，并利用LMS軟件中Virtual.Lab對(duì)原消聲器進(jìn)行計(jì)算分析，得到消聲器的傳遞損失

8、曲線，提出了在增加排氣阻力上進(jìn)行降噪改善措施?？紤]保持現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，以及安裝空間的限制，減少排氣消聲器內(nèi)部穿孔管的穿孔個(gè)數(shù)，改善后機(jī)外輻射聲功率級(jí)分別從海綿降噪措施試驗(yàn)后的110.3dB(A)下降到106.8dB(A)，司機(jī)位置聲壓級(jí)由81.5dB(A)下降到77.7dB(A)，滿足噪聲CE認(rèn)證要求:小于機(jī)外輻射聲功率級(jí)107dB(A)，司機(jī)位置聲壓級(jí)78dB(A)。
　　通過降噪措施改善后的裝載機(jī)噪聲水平達(dá)到歐盟CE認(rèn)證的指