浅谈矿山车辆噪声污染分析及控制措施

　　摘要：简述噪声控制对于人的身体健康和环境污染的重要意义，矿山车辆柴油机的噪声分析及控制。
　　关键词：柴油机,噪声污染,噪声分析
　　人类生活的环境里充满了各种声音。干扰人们休息、学习和工作的声音；即不需要的声音，就是噪声；另外，杂乱无章的声振动也称为噪声。当噪声超过人们的生活和生产活动所能容许的程度时就形成噪声污染。噪声污染主要是针对人群的污染；噪声污染的危害表现为：可降低人的听力，并对神经系统产生影响；影响人的休息，降低劳动效率；干扰语言交谈和通讯联络。矿山用车辆都是重型柴油机车辆，其车辆噪声大，对车辆的工作区、行驶区及使用者都造成危害。矿山车辆多采用柴油发动机为动力，本文主要对柴油发动机的噪声产生机理来进行分析及控制措施。
　　一、柴油机噪声的分类
　　柴油机是一种噪声来源途径多且较为复杂的内燃动力机，产生的噪声不但影响周围的工作、生活环境，而且直接关系到柴油机自身零部件的使用寿命和柴油机的动力性、经济性、平稳性和可靠性。根据柴油机的工作原理、工作状态，从力学、声学的理论分析，普遍认为柴油机的噪声可划分为以下几类：
　　（1）燃烧噪声：由柴油机气缸内燃料燃烧而产生的气体爆发力在传递过程中经气缸盖、活塞、连杆、曲轴、机体向外辐射出的噪声。
　　（2）机械噪声：由气体压力作功引起的惯性力、不平衡力、扭转振动、旋转摩檫力作用于机体产生的撞击振动而传播出的噪声。
　　（3）空气动力性噪声（气流产生的噪声）：由柴油机进、排气道中气流运动的能量撞击管道振动从而向外辐射的噪声。
　　二、柴油机噪声的分析及控制
　　2.1燃烧噪声
　　燃烧过程引起的固体辐射噪声。具体说来，是压力急剧升高的燃烧气体力激发的气缸盖、机体、油底壳等部件的高频结构振动，在表面向四周辐射的噪声。通过正确地选择燃烧、压缩比、喷油提前角、喷油规律等以完善组织柴油机的燃烧过程，合理控制速燃期的压力升高率，是控制燃烧噪声的基本措施。降低柴油机燃烧噪声的根本措施是降低压力增长率，而压力增长率取决于着火延迟期和在着火延迟期内形成的可燃混合气的数量和质量，因此可通过选用十六烷值高的燃料，合理组织喷油过程及选用良好的燃烧室来实现。具体措施如下：
　　2.1.1、延迟喷油定时
　　由于气缸内压缩温度和压力是随曲轴转角变化的，喷油时间的早晚对于着火延迟期长短的影响将通过压缩温度和压力而起作用。若喷油早，则燃料进入气缸时的空气温度和压力低，着火延迟期变长；若喷油过迟，同样燃料进入气缸时的空气温度和压力反而变低，着火延迟期变长，燃烧噪声增大；只有适当合理的推迟喷油时间，即减小喷油提前角，可使着火延迟期延期长，燃烧噪声减小。
　　2.1.2、调节喷油系
　　喷油率对燃烧噪声的影响非常大，试验表明，喷油率提高一倍，燃烧噪声就会增加6dB，因此用减少喷油泵供油率的方法来减少燃烧噪声，这需要合理调整喷油泵、喷油嘴压力，及喷油提前的调整，但应注意高速性能的恶化和增加怠速噪声的问题。
　　2.1.3、提高废气再循环率和进气节流
　　提高废气再循环率可减小燃烧率，使发动机运转平稳，因此对降低燃烧噪声起到明显作用。而进气节流可使气缸内的压力降低和着火时间推迟，因此进气节流不但能降低噪声，而且还能减少柴油机所特有的角速度波动和横向摆振。
　　2.1.4、采用增压技术
　　柴油机增压后进入气缸的空气充量密度增加，使压缩终了时气缸内的温度和压力增高，改善了混合气的着火条件，使着火延迟期缩短。增压压力越高，着火延迟期越短，使压力升高率越小，从而降低燃烧噪声越多。试验证明，增压可使直喷式柴油机燃烧噪声降低2～3Db。
　　2.1.5、提高压缩比
　　提高压缩比可提高压缩终了的温度和压力，使燃料着火的物理、化学准备阶段得以改善，从而缩短着火延迟期，降低压力升高率，降低燃烧噪声；但压缩比增大使气缸内压力增加，会让活塞敲击声增大，因此，提高压缩比不会使发动机的总噪声有很大的降低。
　　2.1.6、改善燃油品质
　　燃油品质不同，喷入燃烧室后所进行着火前的物理、化学准备过程就不同，导致着火延迟时间不同。十六烷值高的燃料着火延迟较短，压力升高率低，燃烧过程柔和。燃油品质达不到标准的积炭过多，容易产生爆燃增大噪声，故而，应采用十六烷值高的燃料。
　　2.2、机械噪声
　　柴油机工作时，各部件发生撞击激发结构振动而诱发的固体辐射噪声。这些部件包括活塞与缸套、气门机构、齿轮等。减少活塞与气缸套的间隙，使活塞销孔向缸套主承压面一侧作适当的偏移，加长活塞裙部的润滑等都可减少活塞敲击；采用液力挺柱或气门液力驱动以减少气门间隙，改进凸轮设计等可显著降低气门机构冲击：改进齿轮系设计、结构和材料，提高制造精度等可减少齿轮撞击，提高机体及缸套的刚性，采用隔振隔声措施，减少活塞、曲柄连杆机构各部分的间隙，增加油膜厚度，在保持功率的前提下采用较小的缸径，增加缸数或采用较大的S/D值，改变薄壁零件（如油底壳）的材料和附加阻尼等。
　　2.3、气体噪声
　　其高速气流扰动和气流与固体相互作用而产生的噪声。其中进排气噪声是柴油机最大的噪声源，对非增压柴油机主要是排气噪声，通常可用排气消声器予以抑制；对增压柴油机，空气经压气机时会产生叶面涡流高频噪声，也可采用进气消声器予以削减，但应与空气滤清器一并考虑。对风冷或带风扇冷却的水冷柴油机，由风扇叶片激发的叶片旋转噪声和空气涡流噪声，占较大的比重。随着车速的提高，车身的噪声也就越来越大，主要起因是空气动力噪声。因此，提出了如下方案来改善车身噪声：一是对车身进行流线型设计，实现光滑过渡；二是在车身与车架之间采用弹性元件连接；三是进行室内软化，如在顶棚及车身内蒙皮间使用吸声材料。
　　除了在发生源中控制噪声外，还可以采用外部措施来控制噪声的危害，如矿山车辆在运行中尽量远离生活中，对车辆运行道路两旁栽植树木，加强道路的养护和平整，驾驶员在操作中尽量少轰油门，经常检查维护好车辆，做好日常的紧固润滑等措施来降低车辆的噪声。[!--empirenews.page--]
　　
　　
　　参考文献
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　　[2]赵廷保.浅析汽车车辆噪声污染的危害与控制。《资源节约与环保》，2008年01期。
　　[3]郑立新柴油机噪声的控制2005年第6期(总第9期)山东内燃机1...2005年12月【排放与噪声】
　　[4]刘革，孟庆思.怎样延长汽车使用寿命,黑龙江科学技术出版社,1998

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