阀控舵机系统噪声控制的试验分析

　　液压系统中的噪声主要有流体噪声、结构噪声以及由于系统表面振动而引起的空气噪声,而结构噪声和空气噪声在很大的程度上都是由流体噪声而引起的[1-2]。为此,液压系统的降噪控制主要以降低流体噪声为主。国内外普遍采取加装降噪装置的方法控制液压噪声,比如消声器,另外,为了控制低频噪声,有源噪声控制也具有很好的降噪效果[3-6]。在降低高频噪声方面,消声器降噪具有很好的效果,国内外对此进行了大量的研究,比如弹性壁穿孔管式脉动消声器[7],鼓型消声器[8],矩阵型亥姆赫兹消声器[9],另外在适合的地方加装柔性管和蓄能器对于降低流体噪声也是一种比较有效的方法[10-13, 20]。

　　降低阀控系统中的流体噪声,提高系统的阻尼是一种有效的方法[14-16],为此,本文中主要通过在阀控舵机系统中加装蓄能器、孔式消声器及动压反馈装置进行降噪并试验。

　　1　蓄能器、孔式共振消声器、动压反馈装置的降噪特性

　　以图1所示,在相应地方安装蓄能器、孔式消声器和动压反馈装置。采用压力衰减率[17](下降分贝值)来评价降噪装置的降噪作用,即下降分贝值为

　　ΔA =20log(Δp/Δp′) 　　(1)

　　式中:Δp—不加降噪装置时峰值减稳态值;Δp′—消振后的峰值减稳态值。

　　根据参考文献[18]和式1可得加上蓄能器以后系统的压力下降分贝值为

　　式中,ω-为压力脉动频率;ωc-蓄能器截止频率。

　　式2中ωa、ξa分别为蓄能器固有频率和阻尼比,其表达式为

　　式中:Ac-蓄能器连接管截面积; l-连接蓄能器等效管长;ρ-液体密度;βa-气体体积弹性模量,在平衡(充气压力p0)附近βa=kp0,取k=1.4;Va-蓄能器充气体积;Rf-稳态层流时的管摩擦, Rf=75v0/2d2(d-管径)。

　　孔式消声器的压力脉动下降值为[19]

　　式中:ωc-消声器的截至频率;δx消声器固有阻尼[19]。

　　式(5)中的ωx为消声器的固有频率

　　式中:Ax-消声器小孔截面积;n-消声器小孔数目;lx-消声器小孔长度;Vx-消声器总容积。