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1、拖拉机驾驶室噪声控制研究 摘 要:拖拉机驾驶室内的噪声对操作环境、驾驶员的身心健康产生不良影响。本对驾驶室内噪音产生的机理进行了分析,指出了影响驾驶室内固体声、空气声和混响声等3类噪声大小的因素,并从4个方面给出了降噪措施:隔绝外部噪声源、减小驾驶室振动、汲取传入驾驶室内的噪声和降低机罩振动。通过有效的驾驶室降噪处理,提升拖拉机产品的品质和市场竞争力。 关键词:拖拉机;驾驶室;噪声 中图分类号:S219 文献标识码:A DOI:10.111014/nyyjs.20220732024 拖拉机驾驶室内的噪声过大,影响着驾驶员的工作环境,降低驾驶员的工作效率,长期处于这种环境,也不利于驾驶员的身体健
2、康。降低拖拉机驾驶室噪声已经成为整车设计的一个重要环节,也是产品升级的一个重要途径,世界各国均把其列为评价拖拉机性能优劣的主要指标之一1。要有效地降低拖拉机驾驶室噪声,就必需正确了解拖拉机驾驶室噪声产生的机理,从而对噪声实行有效的措施,进而提高拖拉机的舒适性,提高市场竞争力。 1 拖拉机驾驶室噪声产朝气理 从声学的角度来讲,拖拉机驾驶室本身具有肯定的隔声作用。但是驾驶室四周的噪声透过壁板传入,驾驶室壁板的振动,将向驾驶室内辐射肯定的噪声,而驾驶室壁面主要是由金属板和玻璃构成,这些材料的吸声系数很小,所以进入驾驶室内的噪声将在里面被多次反射而形成混响声,从而使总的声压级进一步提高2。 综合各种噪
3、声产生的机理,驾驶室的内部噪声分为3种:固体声、空气声和混响声。 1.1 固体声 驾驶室是一种框架结构,壁面由大小不同的面板构成。框架的刚度比较大,但壁面的面板刚度比较小,驾驶室各壁面比较简单受到拖拉机底盘振动激发产生噪音,并向室内辐射该噪声,即固体声。驾驶室壁面的振动是影响固体声大小的最重要因素,而壁面振动又和振源、中间传递途径、驾驶室本身的动态特性以及驾驶室和底盘之间的联接状况有关。 1.2 空气声 通过驾驶室壁面板或孔隙传入驾驶室内的噪声,即空气声。空气声又分为空气泄漏声和空气穿透声,前者是外部噪声通过孔缝“泄漏”传入驾驶室内的,驾驶室本身的密封性是影响其大小的重要因素,后者是外部噪声“
4、穿过”驾驶室壁板传入室内,驾驶室壁的隔声实力是影响其大小的重要因素。 1.3 混响声 固体声和空气声在驾驶室内产生的混响而增加的噪声,即混响声。由混响而增加的噪声仅与驾驶室的混响特性有关。 2 拖拉机驾驶室噪声限制措施 驾驶室内部噪声主要由空气声、固体声和混响声3部分组成。对于驾驶室内3种噪声,可以通过实行隔绝外部噪声源、减小驾驶室振动和汲取传入驾驶室内的噪声等措施,降低驾驶室内噪声。 2.1 隔绝外部噪声源 驾驶室的地板加工了一些孔隙,以便利拖拉机操纵杆件、电缆和线束安装,外部噪声可以这些孔隙传递到驾驶室内。为了隔绝噪声传播,在变速杆穿过地板处,采纳橡胶水纹套隔声,在电缆和线束穿过地板处,采
5、纳橡胶过线套隔声。 采纳钢板冲压成型的底板,吸声系数小,声辐射效率高,在发动机运行产生的振动和不平地面冲击下,所产生的固体声就成为新的噪声源,并进而与驾驶室内的空气声组合成混合声。对于这种固体声噪声,采纳人造革与泡沫塑料制作的软质隔声材料进行隔声处理,可以取得明显的效果。 2.2 减小驾驶室振动 拖拉机驾驶室采纳的减振块是弹性隔振器,其主要弹性元件是橡胶,这种减振块结构简洁、价格便宜,运用寿命长。 但由于橡胶结构的特点,这种隔振器的刚度和阻尼或同时设计的很大,或同时设计的很小。刚度和阻尼大对低频是有利的,但是不利于高频隔振。小的刚度和阻尼对防止低频冲击是不利的。 硅油减振器是一种由橡胶体、上腔
6、室、下腔室、硅油和流通小孔构成的非耦合液压隔振器。上、下腔室中充溢了硅油,橡胶体支撑重量同時也构成了上腔室壁。橡胶的弹性变形给硅油施加压力,使得硅油通过流通小孔进入下腔室,从而产生阻尼。2种减振器的阻尼和刚度比较如图1和图2所示。换装新型硅油减振器,可以有效改善低频冲击的隔振效果。 2.3 汲取传入内部的噪声 对于驾驶室内部的混响可由下列公式计算: 式中:是频段序号为 的平均吸声系数, 是驾驶室内某材质表面积, 是频段序号为 和该材质表面积为 的材料表面吸声系数,是在频段序号为 由于混响而增加的噪声值。 驾驶室的材质主要由钢板、玻璃和人造革等组成,在分析混响而增加的噪声值时,可将频段划分为12
7、5Hz、250 Hz、500 Hz、1K Hz、2 K Hz和4 K Hz等6个频段,测出各材质在各频段的表面吸声系数和驾驶室所用的面积,就可由公式计算出整个驾驶室在不同频段的平均吸声系数,进而由公式计算出在不同频段增加的噪声值。通过计算分析,对于驾驶室的噪声,混响声供应了515的噪声值。 由公式可知,增加的混响的噪声值与驾驶室的材质的平均吸声系数成反比,由公式可知,而平均吸声系数大小与各频段的表面吸声系数大小相对应。为降低驾驶室混响声噪声,采纳的吸声材料应具有多孔、吸声系数高和频率范围宽的特点。为降低噪声,驾驶室有以下吸声处理措施:用麻毡制作驾驶室内饰顶,以聚胺脂软发泡基料进行内、外顶间的空
8、腔填充;对于后壁板和挡泥板,则以打孔的人造革为外层,软发泡为内层;把安静阻尼隔音吸音棉局部粘接在地板下部3。 安静阻尼隔声吸声棉的结构有3层:最外层是丁基橡胶材质的阻尼胶粘止振层,能够抑制振动,从根源上降低噪声产生;第2层是闭孔发泡结构的隔声层,隔绝噪声的传播;第3层是异型吸音槽表面,能够高效降低混响声。 2.4 降低机罩振动 影响机罩的振动的因素有:机罩的自身刚度、机罩的固定方式、机罩铰链和机罩支架的刚度。降低机罩振动的措施有:增加机罩下部的密封发泡胶条的厚度,汲取机罩的振动;机罩前部增加机罩锁,加强机罩的固定;在铰链和轴之间增加橡胶垫,防止铰链轴轴向窜动;机罩的支架摒弃钢板焊接支架,采纳刚
9、度更强的钢管焊接支架。 从机罩振动的振源来看,发动机运转时的振动是主要激励振源,为了降低发动机运转时的振动,进而消弱激励振源,可以在以下方面加强发动机的优化设计:对引起发动机振动的二阶往复惯性力,增加平衡机构;提高曲轴等旋转零件的动平衡精度和各缸工作运行的匀称性。 3 总结 拖拉机驾驶室噪声限制探讨是整车研发设计的热点之一,本文通过对驾驶室内噪音产生的机理进行分析,依据影响驾驶室内的固体声、空气声和混响声等3类噪声大小的因素,提出降低驾驶室内噪声的措施:隔绝外部噪声源、减小驾驶室振动、汲取传入驾驶室内的噪声和降低机罩振动,并对每种降噪措施进行了详细阐述。为了取得最优的结果,须要从多方面着手,综
10、合各种降噪措施,既要考虑每个降噪措施的效果,也要把它放在一个综合的降噪方案里,考虑其技术的可行性。在考虑经济成本的前提下,通过有效的驾驶室降噪处理,在肯定程度上提高驾驶员的舒适性,提高拖拉机的品质和市场竞争力。 参考文献 1杨海纳.大马力拖拉机驾驶室的车内振动噪声分析与探讨D.合肥:安徽农业高校硕士学位论文,2022:1-2. 2张选民.轮式拖拉机噪声试验分析J.农业机械学报,2001: 86-88. 3贾方,薛志飞,徐清俊.阻尼材料在拖拉机上的应用J.拖拉机与农用运输车,2022:8-10. 作者简介:李红,男,河南周口市人,硕士,助教,探讨方向:现代汽车设计理论与方法。 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页