工程机械用消声器研究

    工程机械噪声源较多而且频率成分比较复杂，发动机、工作装置、传动、液压系统、行走系、大量的板件振动辐射都会产生噪声。一般情况下其主要噪声源集中在工作装置和发动机这两大部件，排气噪声是发动机最重要的噪声源，其噪声声级往往比发动机整机噪声高 10～15 dB（A），对于工程机械用发动机，其功率较大，往往使排气噪声的影响超出这个范围[1]。对发动机机内改进实现排气噪声降低的方法目前还无法运用于实际，因此控制排气噪声最为显而易见的方法就是安装排气消声器。

    安装排气消声器后虽然能降低工程机械的排气噪声，但却增加了消声器排气过程当中的背压和阻力，损失了发动机的功率，严重影响发动机的动力性和经济性。因此工程机械排气消声器的设计和选型就显得非常重要，既要提高工程机械消声器的消声性能又要减小发动机的功率损失，保证消声消声性能的前提下应当尽量缩小消声器的外型尺寸[2]。所以，排气消声器的研究问题有必要继续深入。

    1 工程机械用消声器的分类

    根据消声原理的不同，工程机械用消声器大致可分为三种类型[3]。

    1） 阻性消声器。阻性消声器主要利用声波在传播过程当中透过多孔性吸声材料和吸声结构时因摩擦将声能转化为热能而发生能量损失，使噪声在沿管道传播的过程中随距离的增长而逐渐衰减，从而达到消声目的。

    2） 抗性消声器。抗性消声器主要是通过管道截面的突变处或旁接共振腔等在声波的传播过程中引起阻抗的改变而产生声能的反射、干涉，从而降低由消声器向外辐射的声能，以达到消声目的。

    3） 阻抗复合式消声器，即把阻性结构和抗性结构按照一定的方式组合起来，但其结构并不是简单的叠加关系，而是利用阻性和抗性结构复合在一起对声音的耦合作用，互相影响达到消声目的[4-5]，所以正确设计选择阻性与抗性消声器的不同结构组合非常重要。

    2 声学性能评价

    评价消声器性能主要有三个重要指标，即插入损失，传递损失，消声频率范围。其中前两者用来评价工程机械消声器的消声量。

    1） 插入损失

    插入损失定义为在某一固定测点处测得安装消声器前后总声压级或频带声压级之差，见式：

    式中：Lp1，Lp2———某固定测点安装消声器前后的总声压级或频带声压级；

    p1，p2———某固定测点安装消声器前后的总声压级或频带声压级。