小型挖掘機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部噪聲源分析與降噪方案研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程加快，工程機(jī)械的應(yīng)用日益廣泛，其噪聲性能逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。在其噪聲成分中，空氣動(dòng)力性噪聲占有一定的比重。隨著車輛工程技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣噪聲得到有效控制并逐步降低，而發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇引起的氣動(dòng)噪聲越來(lái)越凸顯出來(lái)。一般來(lái)說(shuō)，工程機(jī)械工作任務(wù)重，發(fā)動(dòng)機(jī)功率大，而且工程機(jī)械都是定點(diǎn)作業(yè)，發(fā)動(dòng)機(jī)散熱條件較差，需要大流量風(fēng)扇進(jìn)行散熱，因此其冷卻風(fēng)扇噪聲相比一般車輛更高。為此，本文以某小型挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)艙為對(duì)象，基于Light

2、hill聲類比理論，采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)和無(wú)限元相結(jié)合的方法，對(duì)其內(nèi)部噪聲源與降噪方案進(jìn)行研究，計(jì)算分析了該機(jī)冷卻風(fēng)扇引起的氣動(dòng)噪聲，研究了數(shù)種降低風(fēng)扇噪聲的方案。
　　首先，仿真分析了原始動(dòng)力艙流場(chǎng)和聲場(chǎng)特性。運(yùn)用CFD分析軟件Fluent，計(jì)算獲得了三種不同氣體模型(constant模型、ideal gas模型和incompressible ideal gas模型)的流場(chǎng)結(jié)果，在此基礎(chǔ)上再基于噪聲分析軟件 Actran分別計(jì)算了

3、其對(duì)應(yīng)的氣動(dòng)聲場(chǎng)，并進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明采用incompressible ideal gas模型具有較高的準(zhǔn)確性，且計(jì)算時(shí)間較短。
　　其次，從噪聲源與傳播路徑入手，開展了動(dòng)力艙氣動(dòng)噪聲降噪研究，包括：(1)不同風(fēng)扇對(duì)散熱和氣動(dòng)噪聲的影響。將原方案中八葉片等截面風(fēng)扇分別更換為不等節(jié)距風(fēng)扇及一款帶有十個(gè)前彎葉片的風(fēng)扇。計(jì)算發(fā)現(xiàn)不等節(jié)距風(fēng)扇的噪聲頻譜峰值點(diǎn)大量增加，使整個(gè)頻段的噪聲更大；而新風(fēng)扇的葉片采用前彎葉片，輪彀比變大，噪聲

4、水平降低1.3dB(A)。(2)優(yōu)化動(dòng)力艙開孔數(shù)量及位置。計(jì)算發(fā)現(xiàn)開孔對(duì)流場(chǎng)影響很大，開孔過(guò)多噪聲傳出量更大；開孔太少使艙內(nèi)渦流增加，而且空腔共振增強(qiáng)，同樣使噪聲增大。綜合遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲值與流經(jīng)各散熱器空氣流量對(duì)比來(lái)看，原開孔方案相對(duì)較好。(3)在動(dòng)力艙內(nèi)其他位置添加吸聲材料——聚氨酯泡沫，對(duì)比遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲變化情況，結(jié)果表明在動(dòng)力艙內(nèi)壁面添加吸聲材料，動(dòng)力艙遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲有很明顯的降低。
　　最后，研究了板件厚度及其材料屬性對(duì)隔聲的影響。考慮到動(dòng)

5、力艙是一個(gè)由薄板圍成的封閉空間，艙壁隔聲性能對(duì)噪聲的傳播有很大影響。采用Actran以一個(gè)1m×0.5m板為對(duì)象，分析了板件厚度以及材料參數(shù)對(duì)板件隔聲性能的影響，并以此為基礎(chǔ)，分析了動(dòng)力艙主要板件的隔聲性能和改進(jìn)方法。
　　本文針對(duì)動(dòng)力艙冷卻風(fēng)扇的氣動(dòng)噪聲，從噪聲源和聲傳播兩方面出發(fā)，仿真分析了相應(yīng)的降噪方案，取得了較好的效果。采用計(jì)算機(jī)模擬的方法分析工程機(jī)械氣動(dòng)噪聲，對(duì)具體實(shí)踐方案的實(shí)施起到了一定的指導(dǎo)作用，減少了一些不必要的實(shí)