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轮式装载机驾驶室内噪声源分析及其降噪设计


设 计 !

轮式装载机驾驶室内噪声源分析及其降噪设计
徐工研究院 王 振 殷 琳 赵向阳

计 算

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摘 要 !针对现有 ! 系列轮式装载机驾驶室内噪声的研究和试验结果 " 论述降噪型驾驶室结构设计中综合运用隔

声 ) 吸声 )阻尼减振和隔振等技术 " 控制驾驶室内噪声的基本思路和具体措施 " 其中包括 , 提高驾驶室的密封性能 " 减少或 隔绝中 ) 高频噪声的空气传播途径 # 驾驶室的蒙皮阻尼减振设计及其内部吸声结构设计 # 以及驾驶室安装连接处阻尼隔

!!!!!"

处噪声 " 机外辐射噪声主要造成环境公害 " 干扰机 器附近人们的正常工作与休息 # 司机位置处噪声影 响驾驶员的操作舒适性 " 增加驾驶员的疲劳感 $ 为 此 "!"##$%&’()’!’**%+# % 工程机械 噪声限值 & 中规 定司机位置处噪声值不大于 *,-"./0 " 该 限 值 与 欧 盟指令 ’*123&245( 要求的司机位置处噪声不大于

16#-"./0 有较大的差距 " 成为影响国产装载机参与
国际市场竞争 )出口创汇的不可忽略的因素之一 $

’####噪声源分析
轮式装载机驾驶室内的噪声源主要有气体传播 的噪声和固体传播的噪声 $ 其中气体传播的噪声主 要有发动机的表面辐射噪声 ) 进排气噪声 )风扇噪声 等中 ) 高频气体流动噪声 " 而固体传播的噪声主要是 动力传动系统的振动经车架传递给驾驶室后产生的 低 )中频振动噪声 $ 选用振动小 )噪声低的发动机是 解决驾驶室内噪声问题最简单的方法 " 但由于目前 我国工程机械用柴油机性能相对落后 " 进口产品价 格昂贵 " 所以对发动机提出过高的要求是不现实的 $ 如果在驾驶室的内部及其连接安装部位设计合理的 降噪结构 " 实现驾驶室内噪声控制既是必须的 " 也是 切实可行的 $ 为此 " 本文针对我公司现有的 ! 系列 轮式装载机驾驶室内噪声的研究和试验结果 " 论述 降噪型驾驶室结构设计的基本思路和方法 $
图! 利用橡胶垫隔振降噪

,####现有驾驶室的结构 )连接安装方式及司机 位置处噪声值
! 系列轮式装载机的驾驶室采用整体复合式结
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关键词 ! 轮式装载机 驾驶室 噪声控制

振器的设计 $ 综合实施上述三项措施以后 "司机位置处的噪声值稳定在 1’81,#-"./0$

轮式装载机的噪声分机外辐射噪声和司机位置

构 "即驾驶室钢骨架与地板连成一体 " 主要由顶部蒙 皮 )背部蒙皮 ) 左右侧蒙皮 )左右侧门 )’韩国绿 ( 防紫 外线玻璃组件等部件构成 " 驾驶室内蒙皮部位粘贴 毛毡进行吸声降噪 $ 驾驶室钢骨架通过螺栓与装载 机后车架连接 " 通过橡胶垫在垂直方向上隔振降噪 * 安 装 方 式 见 图 ’ 所 示 +$ 按 照 相 关 的 国 家 标 准

!"27##’%&’()3 !’**% 和 !"27##’%&’()6 !’**% 测 试 " 结 果 表 明 司 机 位 置 处 噪 声 值 为 11 "*(#-"./0 " 其 中 包含 ()6"’#-"./0的空调噪声 $

3####降噪原理和结构设计
在不改变动力传动系统 )车架 )驾驶室整体结构 及蒙皮材料的前提下 " 降低驾驶室内噪声的主要途 径是隔绝噪声的空气传播通道和抑制驾驶室及蒙皮 的振动 $ 根据现有驾驶室的结构特点及其连接方式 " 在降噪型驾驶室的结构设计中综合应用隔声 ) 吸声 ) 阻尼减振和隔振等技术 " 实现了司机位置处特定的 - ,& -

万方数据  

设 计 ! 计 算

降噪目标 "

’!( 建立三维坐标系 # 求出驾驶室的转动惯量

"#$

提高驾驶室的密封性能 ! 减少或隔 绝 中 " 高 频 噪声的空气传播途径 实践证明 #提高驾驶室的密封性 $ 堵塞缝隙和孔

#,, $#-- $#.. " ’/( 在确保稳定性的基础上 #以隔振器垂直方向
最小固有频率进行初步选型设计 " ’0( 动 力 学 分 析 % 将 相 关 数 据 输 入 1234567 软 件进行动力学分析 # 得到驾驶室系统前三阶固有频 率 %89:;<’ 纵向摇振 ($=5## ’ 横向摆振 ($>?3:9;2# ’ 垂向 振动 (" ’@( 将计算结果与初选的最小固有频率相比较 看是否满足要求 # 否则重新初选 # 进而确定最终结 果 " 相关数据及计算结果从略 #改进后的隔振器及其 安装方式见图 !"

道是隔绝空气传播噪声的有效途径之一 " 经空气传 播进入驾驶室内的噪声 # 其通道主要有左右侧门的 缝隙 $ 驾驶室地板的线和管孔 $ 各种操纵杆孔 $ 空调 蒸发器进出管孔 $ 制动踏板 $ 油门踏板等处的连接 孔 " 针对上述孔道和缝隙 #采取如下降噪措施 % 在提 高侧门制造精度的基础上 # 采用优质密封条减小左 右侧门关闭时的缝隙 & 驾驶室地板内侧粘贴一层复 合橡胶底板 #孔道开口处进行密封处理 # 不仅改善了 驾驶室内的附属装置如仪表台架 $操纵箱 $ 空调蒸发 器等与地板间的密封性能 # 而且对这些附属装置也 有一定的减振效果 & 地板外侧粘贴自粘沥青阻尼型 吸声毛毡 # 既提高了驾驶室的密封性 # 隔绝了噪声的 传播途径 # 又有效地抑制了驾驶室地板的共振噪声 "

"%!

驾驶室蒙皮阻尼减振及其内部吸声结构设计 薄板振动时有若干个固有频率 # 当入射声波的

频率与薄板某一固有振动频率一致时 # 薄板发生共 振 # 振幅很大 # 而且又作为新的噪声源向外辐射噪 声 " 由于外部干扰力的频率难以控制 # 抑制共振就只 能应用阻尼减振技术 " 因此 # 对于较薄的驾驶室蒙 皮 #可在其内侧粘贴自粘沥青阻尼型吸声毛毡 # 并采 用环保型非织布进行表面装饰 " 上述结构使原弹性 薄板构件变成自由阻尼层结构 # 有效地控制了共振 振幅 # 抑制了薄板的噪声辐射 &由于毛毡具有一定的 吸声效果 # 既降低了噪声 # 又抑制了驾驶室内的空腔 共鸣现象 "
图! 改进后的橡胶隔振器及其安装方式

0AAAA结论
’+( 按照 /B+ 及 /B! 两项的降噪措施装机后进行 试验 # 测得司机处的噪声值稳定在 C0$C@A&’D(* & 综 合实施上述三项降噪措施后 # 司机位置处的噪声值 稳定在 C+$C!A&’%(* # 与原有噪声值相比 # 降噪效果 明显 # 表明该设计方案的可行性及前述噪声源分析 的正确性 " ’!( 在不改变整机配置的前提下 # 通过对驾驶室 的密封性 $ 内部结构及安装方式的相关改进设计 # 可 取得显著的降噪效果 # 施工工艺简单 # 整机成本略有 增加 # 技术上及经济上具有可行性 # 为降噪方案的技 术移植奠定了基础 "
通信地址# 江苏徐州经济开发区工业一区 $!!&’()% 徐工研究院

"#"

驾驶室安装连接处阻尼隔振器设计 噪声控制中的隔振措施 # 主要有积极隔振和消

极隔振两种 #两者原理相似 # 都把传递系数作为隔振 效果的评价指标 " 对驾驶室而言 #激振力来自车架 # 因此连接安装处的降噪措施属于消极隔振 " 传递系 数与噪声声压级衰减量的关系如下 %

!!!!"#$ " %&’%()* "#
上式表明 %传递系数越小 #隔离固体声的效果越 好 " 通过测试得知 # 原有橡胶垫传递系数大 # 降噪效 果差 # 有必要进行改进设计 # 步骤如下 % ’+( 确定驾驶室相关参数 % 驾驶室总成重量 ’ 含 司机体重 ($ 重心及隔振器的安装位置和数量 "

’ 收稿日期 %!""@%"+%+! (

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万方数据  

轮式装载机驾驶室内噪声源分析及其降噪设计
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 引用次数: 王振, 殷琳, 赵向阳, Wang Zhen, Yin Lin, Zhao Xiangyang 徐工研究院 工程机械 CONSTRUCTION MACHINERY AND EQUIPMENT 2005,36(8) 0次

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