柴油机试车车间噪声控制初探

　　1 前言

　　试车车间是发动机生产企业噪声比较集中的部位,该工段的噪声源量大面广。我国目前的一些柴油机尤其是单缸柴油机,很多是由五六十年代的老产品通过扩大缸径和加长活塞行程的办法发展而来的,具有振动和噪声比较突出的先天不足。同时,为了排除车间内的废气,各生产单位普遍采用风机排烟,则风机又成为新的噪声污染源,使得室内的噪声大大超出了环境保护所允许的标准,严重地威胁着工作人员的身心健康,成为制约企业可持续发展的障碍。因此,分析车间内的噪声状况,提出相应的噪声控制措施,具有重要的经济和社会意义。

　　2 主要噪声源分析

　　为了确定主要的噪声源,我们进行了噪声测试分析。试验时将测点A点布置在人行道中部噪声最大的位置,其距地面的高度为150cm处人耳所在的平面。测点与各主要噪声源的位置关系如图1所示。被试样机为两台新装配的S1120柴油机,将其安装在人行道中部两侧的试车台架上,并且不与起动电机连接。当两台柴油机以2200r/min的标定转速工作时,测得A点处的噪声为106dB(A)。同样,当风机和起动电机单独工作时,测得A点处的噪声分别为95dB(A)和87.5dB(A)。当上述噪声源同时工作时,A点处总的噪声高达107.5dB(A)。

　　通过上述分解试验可以初步得出结论:发动机噪声、风机噪声、起动电机噪声是构成车间内噪声的主要噪声源。应该说明的是,由于测点距离各噪声源的间距并不完全一样,因此在进行噪声控制时,不能简单地按上面的识别顺序来依次采取降噪措施,而应针对这几种噪声源的特点,运用综合降噪的技术手段,方能取得比较满意的降噪效果。

　　3 噪声频谱分析

　　为提高室内噪声控制的有效性和针对性,我们进行了噪声频谱分析。当上述噪声源同时工作时,测得A点处的噪声频谱如图2所示。

　　由图2可知,车间内的噪声是一种高能量、宽频域的噪声。其计权A声级的峰值主要集中在250Hz以上的中高频部分,尤其是集中在中心频率为1~4kHz的倍频程频带内,对应的噪声值高达98.6dB(A)和99.8dB(A),经计算他们分别对应于柴油机的排气噪声和机械噪声。

　　由文献[1]可知,柴油机排气管道内气柱共振噪声的基频fb(单位Hz)可表示为:

式c--声速,m/s

　　l--排气管道长度,m

　　a--系数,对于两端开口的排气管a=2,单端开口的排气管,a=4

　　将S1120柴油机的有关参数代入上式即可求得fb=1058Hz,其值正好位于中心频率为1000Hz的频带内,表明柴油机排气管内的气柱共振噪声及其各阶谐波对室内A声级有重要贡献。另据文献[1]介绍,在柴油机工作过程中,曲柄连杆机构、活塞、机体等零件,由于受燃气压力和惯性力的作用,将会产生剧烈的振动而发射噪声,该部分噪声能量也主要集中在1~2kHz之间,这说明柴油机辐射噪声是导致试车车间内噪声较大的主要原因,是噪声控制的关键。