工程机械噪声与控制理论问题初探引言随着工程机械行业的迅速开展，人们对于工程机械的舒适性和振动噪声控制的要求越来越严格。噪声的控制，不仅关系到乘坐舒适性，而且还关系到环境保护。一切噪声又源于振动，振动能够引起某些部件的早期疲劳损坏，从而降低工程机械的使用寿命；过高的噪声既能损害驾驶员的听力，还会使驾驶员迅速疲劳，从而对工程机械行驶作业平安性构成了极大的威胁。噪声控制也关系到工程机械产品的工作的平顺性、耐久性和平安性。因此振动、噪声和舒适性这三者是密切相关的，既要减小振动，降低噪声，又要提高乘坐舒适性，保证产品的经济性，使工程机械产品的噪声控制在标准范围之内。进入２１上世纪后，人类为了实现可持续开展，提出了工程机械的环保技术和信息技术，使工程机械开展进入了新的开展阶段。欧美和日本市场对工程机械产品的噪声实施了更加严格的要求。因此工程机械的环保技术和信息技术是今后国际工程开展趋势的主流。为配合国际化战略，以国际先进产品标准为指导，提升产品技术水平，尤其为进一步开拓国际市场，徐工产品下一步开展思路和主要目标之一就是进行节能、环保、操作舒适性等技术的研究。１噪声的种类产生工程机械噪声的主要因素是空气动力、机械传动、液压三局部。从结构上可分为发动机〔即燃烧噪声、排气噪声、冷却风扇噪声、发电机噪声〕，发动机本体噪声〔如发动机振动，配气轴的转动，进、排气门开关等引起的噪声〕。传动系噪声、底盘各部件的连接配合引起的噪声，车身噪声〔发动机引起车身结构的振动，附件的安装不合理引起的噪声〕，液压噪声〔齿轮泵，液压阀及管路振动引起的噪声〕，制动系统排气噪声，工作装置动作冲击噪声。其中发动机及其相关件产生的噪声占二分之一以上。因此发动机的减振、降噪成为工程机械噪声控制的关键之一。２噪声要求早在１９８３年，一局部国产装载机因噪声过高，北京市公安局不发给使用牌照，购置单位纷纷要求退货，使工程机械生产企业受到了一次强烈的冲击。１９８４年，机械工业部公布了?工程机械噪声限值?标准〔ＪＢ３７７４．８４〕；１９９０年国家环保局公布了?建筑施工场界噪声限值?标准〔ＧＢｌ２５２３－９０〕。在以上根底上，参照ＩＳＯ／ＤＩＳ６３９３－６３９６：１９９５标准，１９９６年公布了国家标准?工程机械噪声限值?〔ＧＢ１６７１０．１—１９９６〕，该标准规定的限值作为现阶段我国工程机械产品的最低指标，是强制性标准而发布实施〔比ＪＢ３７７４．１—８４有所放宽〕。该标准规定了工程机械司机位置处噪声限值为９２ｄＢ〔Ａ〕，还规定了机外辐射噪声声功率级与标定功率之间的关系。分别见表１，２由于西方兴旺国家制造业水平较高，无论是发动机，还是油泵、变速箱、变矩器等机械、液压部件等运行噪声较小。出于对环境和对人体健康的保护，这些国家的嗓声限值标准一直在不断降低。欧洲噪声限值标准于１９９７年修订，比原标准下降４ｄＢ〔Ａ〕，其中规定最大噪声不得大于１１３ｄＢ〔Ａ〕，发动机功率为１５４ｋＷ时，噪声声功率级限值应小于等于１０７ｄＢ〔Ａ〕，比我国现行国家标准低１１ｄＢ〔Ａ〕．２００２年１月１日，欧洲标准进一步修订，比９７年标准下降３ｄＢ〔Ａ〕。在日本，１９９７年１０月公布实施的最低噪声限值标准，比９７年欧洲标准严，其中规定发动机功率大于１０５ｋＷｌｔ寸，最大噪声不得大于１０６ｄＢ〔Ａ〕，比我国现行国家标准低１２ｄＢ〔Ａ〕。现在，降低工程机械产品噪声排放限值已是全球性趋势。欧盟２０００年５月５日的公布的“有关室外使用设备环境噪声排放〞法规规定，从２００６年１月，实施该法规第二阶段噪声排放标准，同等发动机功率设备，比１９９７年修订的欧洲噪声限值低２～３ｄＢ〔Ａ〕。具体噪声排放标准见表３３噪声评价与噪声的控制噪声评价指标主要是指车内、外的噪声值和振动适应性。评价方法可分为主观评价和客观评价。影响汽车噪声主观评价的主要因素是舒适性、响度和确定性。在客观评价时，可以采用噪声测量装置测量试验进行分析；此外模拟技术中的声场分析有限元法〔ＦＥＭ〕和边界元法〔ＢＥＭ〕也被广泛应用。国外对噪声研究着手较早，１９７０年美国开始对车内嗓声特性进行研究，八十年代，美国工程力学研究所在研究车内噪声特性预测方面做了大量的研究工作，他们系统研究了声学模态分析的有限单元建模方法，探讨了车身结构振动对车内声场的影响以及车内声压对边界振动的影响，建立了结构一声学藕合的有限单元模型。完成了弹性边界的声学模态分析和车身结构受迫振动时车内声压分布的计算，推导出结构振动一声压波动在受到外界干扰力作用时的有限元计算公式，为车内噪声预测分析打下了良好的根底。日本对工程机械噪声的研究也非常重视，在主要传动件噪声得到有效控制后，深入研究不同结构形成的空气流噪声，并应用在新一代挖掘机等工程机械上。国内