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某型挖掘机消声器排气噪声的测量试验研究方建华, 周以齐, 胡效东,王立1.中国济南山东大学机械工程学院2500612.中国青岛山东科技大学266510关键词：噪声测量，插入损耗，消声器，排气噪音通过分析挖掘机的排气噪声的危害，本文阐明了噪音测量，以及分析工作的重要性，根据一些相关的测量标准，使用一些工具，对排气噪音的测量系统，特别是挖掘机的进行设计。通过对该机械公司生产的某一挖掘机发动机排气噪声测量，用七种不同的结构设计消声器。在分析了七个不同结构消声器阻抗谱后，我们选择了消声器j这进入在七个消除噪音性能最佳的消音器。消声器j的最高消声达14.3分贝，他可以在较大程度上减少挖掘机的排气噪音。最后，我们分析了七个消声器的结构及其相应的消声效果得到了一些很重要的结论。投稿日期：07年11月14日/接受日期：2009年9月8日1 介绍虽然有大量的文献对很多机械产生的噪声进行分析，但噪声污染在很多领域仍然是很严重的问题。随着城市建设的迅速发展，建筑物的拆除和建设，基础设施建设，直接增加了世界各地大部分城市的施工机械噪声，它不仅损害了工人的生理和心理，而且严重影响了公民的日常生活。在长期的噪音下工作会损害工人的身心健康，噪音会损害人的听觉和神经系统，这使得人失眠，多梦，带来更坏的记忆。柴油机挖掘机在工作是排放大量的噪声，例如，进口噪声，排气噪声，机体辐射噪音和齿轮噪音。在所有上述噪音种，排气噪音会严重影响挖掘机的整机性能。消声器固定在发动机进气道以降低发动机发出的噪声，所以安装发动机消声器是消除高的噪声的普通方法。因此，测量和分析排气噪音对保护环境和提高整机性能非常重要。噪音水平是评估机械性能的一个重要的标准，并已经被许多国家限制在法律内。目前，许多研究人员深入研究如何衡量噪音，更确切的说他们制定了一系列的方法测量噪音。早在1997年，河辛格找出测量脉冲噪声消声器的方法。Ling ZH-Y进行了宽带辐射噪声的测量。从潜艇通过形成多倍频不变的方法很宽的线性1 66个天线波束。因此我得到了一些典型特征噪音来源的不同方法。发动机排气噪声很高时严重影响工程机械的整机性能，如挖掘机。因此研究排气性能的消声器，测量和分析输出噪声已成为一个重要的技术（噪音测量技术），其中挖掘机的排气噪声进行评估。不仅它是一个领先控制噪声的重要技术，而且这是一种保护环境的方法和噪声检测是否符合有关规定。根据一些相关的噪音测量标准，对于排气消声器，我们使用一些工具设计了一套排气噪声测量系统，特别是建筑机械，通过对噪声信号收集，七种不同类型消声器的阻抗结构设计。在分析了频谱7消声器，分别对消声器具有较好的消声性能进行了选择。2. 消声器性能的评价标准消声器的评价标准主要表现于传输消耗和插入损耗。传输损耗是相对比较消声器和入口的能源出口，这是入口之间的差额声功率和传输声功率。这是消声器本身的属性，插入损耗是分别从声音源的声功率级前安装后的消声器。也就是说插入损失只显示性能的变化，整个声系统(包括消声器，管道和噪音来源)和前固定消声器，并不能说名消声器本身消除噪音的性能当测量和分析的噪音消除，实践表现在消声器。研究人员往往研究插入损耗。这主要是因为在传输损耗测定种，消声器入口声压需要测量。但是消声器的入口通常不在建筑机械内，这是适合噪音测量。此外，其他噪声源，从发动级发出的辐射噪音，可能会带来一些错误的噪音测量。因此，在实际测量消声器，评估和分析的噪音消除表现，我们一般认为消声器的插入损失。在这里，对挖掘机发动机插入损耗的排气消声器进行测量和研究。表1 背景噪声修正差（分贝）3.2声音反射的影响反射周围的一些大的噪音源会带来更大的错误，例如，墙壁，地面，机械设备和工人的身体全部都能进行反射。成为在测量过程种的噪音，麦克风要放远离这些反射器，一米是最佳距离。为了减少工人影响反射声，因为当工人面对声源他们将为一些大的声波进行反射。声波反射回来会影响测量的结果。作为外侧声源，反射面积较小，因此对测量结果影响会较少。3.3 风噪声的影响如果在测量时有风的存在，空气流动吹在麦克风生成压力膜，这将带来噪音，并会影响测量的准确度。户外测量时应该没有风。如果风力小于3级，麦克风应上挡风玻璃进行测量。测量时风力不能大于3级。4选择测量要点4.1测量时间如果环境噪声非常高，则测量消声器排气噪声的挖掘机应该在环境噪音较小的时候（如深夜）。这时进行测量的挖掘机工人下班了。因此对测量的影响不大4.2测量地点在测量过程中的噪声，消声器是视为噪声源，声场附近没有稳定。升级测量会发生很大变化。因此，我们应该避免这种情况。测量噪音时，外场近区有自由的场区，两者之间的距离声源和测量点增加1倍，声音压力会减少6dB，所以噪音测量应在这一领域。当测量位置离声源太远，但太靠近墙壁或一些对象，其他的反射会非常严重，那里的测量不应采取在这样一个地区。5 测量仪器和安装5.1测量仪器声级仪，频谱分析仪，自动记录仪，磁带录音机等，是常见的噪音测量仪器。声级表是排序的设备，可用于测量声压级或音量，它是最根本的，是最常见的用于声测量的仪器。声音感应器可用于计量室噪声，环境噪声，机械噪声，建筑噪声和任何其他。麦克风，放大器，加权网络，过滤器，衰减器和显示屏组成的声音电平表。麦克风是将声波信号转换为电信号，声级表实际上是一个电压表它的电信号转换成相应的声波，这可以被放大到一定的水平。这是一个 capacitance integral sound-level meter made by Brel & Kjaer 电容积分声级米卡扎由布吕尔 Corporation, which was a world-famous acoustical instrument公司，这是一个世界著名的声学仪器 company in Denmark.公司在丹麦。 图1 主界面振动于动态信号采集分析系统信号采集设备用的是振动和动力信号采集分析系统，这是南京安正软件有限公司设计的，三个模块，AdCras(数据收集和处理),SsCras（信号与系统分析），Ntrp（分析振动和噪声之间的相关性）该软件主界面种显示的是图1为了免受外界的干扰信号，减少外界影响的噪声信号，并保证数据传输的准确性，该系统测量了排气噪声非常好的实时性，它的数据格式也很容易读、写和存储。5.2安装的测量仪器图2显示了噪声测量的配置计划系统设计。在该系统中，所有设备都连接信号采集单元，最后计算机。声音感应器有两个输出接口，直流和交流接口，其中测量时我们选择界面的交流。信号采集单元有16个频道，其中第一个被选中。测量前声音层次必须调整和调试。图3表明排气噪声信号采集系统图2 测量系统噪音配置方案图3 场景噪音信号采集系统6. 排气噪声的测量以安装所有的测量仪器和铺设在适当的位置按图2和图3，然后再在进行排气消声器的测量。在收集数据的排气噪声信号7种消声器的速度，同样的挖掘机在不同加载声压级的倍频程频率波段的中心频率分别为63、125、250、500、1000、2000、4000和8000赫兹时得到。6.1声级公式根据参考，得每个测量电可以转换成一个声音水平，公式如下（方程（1）在方程（1），L是声音的水平频带。L是一个加权网络的第一个倍频频带，单位是分贝，而n是多少总倍频频带。声压级的水平每个频带和总压力，它可以得出的计算公式如下在表2，它显示的A-加权网络63Hz到16000Hz的修订。6.2收集的噪音信号6.2.1背景噪音的测量深夜，工厂是在没有生产状态，没有及其公司在运行，当它被适合测量挖掘机消声器排气噪声。环境噪声测量是非常重要的噪音，其结果影响消声器噪声非常大，所以测量发动机排气噪音前，目前的环境噪声应在第一位。然后判断该消声器噪声测试是否应采取或不能给出。表3 倍频环境噪声声压级的分贝值表4排气噪声样本，挖掘机在不用的速度时单位：分贝图4三分之一倍频环境声频谱曲线6.2.2排气噪声测量管使用替代潍柴ZH4100是主要的发动机中使用的挖掘机样本，发动机是四冲程和4个空缸。当发动机使用中，我们作为替代管消声器可以把废气排气噪声作为自己的引擎噪音。在这里，以便找出噪音的特点详细测量发动机，更多种类的速度应该研究。通过分析和处理这些噪声信号，噪声和排气噪声频谱曲线发动机不同负荷的速度给予如下，在表4和图5 我们可以从他们知道随着增加发动机负荷的速度每个频域的噪音值是所有越来越大。在发动机转速600r/米，而当发动机转速为2050r/m时，在A-SPL的甚至达到高达104.8分贝，这将很大程度上损害人们的健康和生活。图5发动机噪音频谱曲线从发动机噪音频谱曲线（图5），我们可以看出速度低，高负荷，发动机的趋势排气噪声曲线大致相同。噪音值有点低，低频率，并与在增加频率，噪声分贝值均相对从100Hz到5000Hz高。在速度2050r/m时，噪音来的最高值98分贝在2000Hz频率，总的A-声压级的测量点也达到最多104.8分贝。6.2.3排气消声器测量噪音设计在此之后，测量和分析的排气噪声从7消声器进行了图六是设计的7个消声器的结构图，表5他们的一些具体结构尺寸。在结构图种该网为代表直径不同的打孔穿孔管。表5七个消声器的结构尺寸与D相比，用于消声器楼1室50MM，长度与被扩大室后加入三分之一，围巾小时，其室只有在直径一百七十毫米，有相同的总长度为D，如上所述，这是用来测量发动机排气噪声信号的。图6 设计的7种消声器的结构图图7 设计的消声器的数种物理图对于7消声器的结构复杂的内部对排气噪声进行了测量据实际工程条件，三种常见的发动机负荷的速度，1200、1800和2050r/米，被选定和研究，发动机的排气噪声是由于内部结构不同。图8 9 10 的排气噪声曲线代表了消声器D E和J的。图8在1200r/米时消声器7的噪声频谱曲线图9在1800r/米时消声器7的噪声频谱曲线图10在2050r/米时消声器7的噪声频谱曲线从图8图10，我们可以发现，就总体而言，排气消声器曲线具有相同的趋势。在1200r/m时，消声器曾与声压级87.7分贝最差消声在最低频率，七噪音结果非常不同于其他很多。我的消声器有声音消除最恶劣的影响，而消声器e和j最好的。随着增加的频率，消声器噪声七越来越高，和这样的速度在高频率，排气噪声被降到最低。据定义为插入消耗在消声器三大加载速度，每量消减噪音消声器可以实现。在图11.12.13还有一些损耗比较严重的。在三个主要负荷发动机转速。而插入损耗曲线分别 三个速度显示在表6表6三个速度下消声器7的插入损失图11 1200r/米时消声器7的插入损耗图12 1800r/米时消声器7的插入损耗图13 2050r/米时消声器7的插入损耗7. 结论通过以上比较和噪声分析我们消除影响，在消声器的速度为每一种不同时可以发现对某些产品的7个消声器的影响，消声比较好而差距的影响消声不大。总之，我们可以得出结论这不仅在低转速高，而且速度快，噪音reduction of the muffler j was all better, and its effect of noisej减少了消声器是所有好，噪音的影响elimination in whole frequency among seven mufflers was the best.在整个频率消除七个消声器是最好的。 Besides, by making comparison and analysis of the structures, 此外，通过比较和结构分析， for seven kinds of mufflers at different load speeds, we also found, 消声器7种不同负载的速度，我们还发现， among the structures, the perforated pipe structure played a very 之间的结构，穿孔管结构起到了非常important part in eliminating high frequency noise for impedance 重要部分，消除高频噪声阻抗 muffler, however, expanding chamber and insert-pipe did good at 消声器，但是，扩大室和插入管并善于depressing the low frequency noise. 令人沮丧的低频噪音。 So when designing the mufflers, 因此，当设计的消声器， we should consider the whole frequency distribution of noise source 我们应该考虑整个分布噪声频率源signals, evaluate the characteristic of all the noise elimination 信号，评估消除所有的噪声特性 structures, and design structure-mixed impedance mufflers with 结构和设计结构混合阻抗消声器与good performance. 良好的性能。Through studying noise properties at different load speeds, we 通过负载的速度，在不同的噪声特性研究我们also concluded that, for a muffler, with the increase of load speeds, 还认为，对于一个消声器，与负载的速度增加，两级压级和插入，消声器的损失将越来越大。参考文献1. 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