三一SY215C-9挖掘机液压噪声、异响的原因

    1.液压系统噪声.液压系统的噪声主要是由泵产生的.挖掘机在工作过程中,由于负载的不断变化,泵的压力和流量随着负载不断变化,压力和流量的变化形成压力脉动,引起振动,产生噪声.

    主控阀的噪声是液压系统另一个噪声源.液压挖掘工作过程中,主控阀各个阀芯不断开启和关闭,开启和关闭过程中会产生液压冲击,引起振动,产生噪声.

    另外,挖掘机各执行动作同时动作时,需要对负载轻的执行器控制阀芯进行节流,因此主控阀内部有许多节流孔口,油液流过节流口和阀口时,由于压力的变化产生气穴噪声.

    2.风扇噪声.风扇噪声主要是空气动力噪声,空气动力噪声主要由旋转噪声和涡流噪声组成[2].旋转噪声是由风扇叶片形成的空气压力脉动引起的,主要为低频成分,与风扇叶片圆周速度的10次方成正比.涡流噪声是作用在叶片上的随机脉动引起的,与风扇叶片圆周速度的5～6次方成正比.风扇叶片的圆周速度越大,噪声越大,相同直径下,风扇的转速越高,噪声就越大.

    3.进排气噪声.发动机在进气行程前半期,由于活塞下行,气缸内产生负压,气体从进气管流入,产生负压波,经气门、沿进气管传播,到开口端时又从开口端反射回正压波,因此,进气管存在压力波,这个波动会产生基频噪声.此外,进气时,气流高速流经进气通道时还会产生涡流噪声[3].

    发动机产生的废气经排气管、消声器排出.在排气门打开初期,随着气体的涌入,排气门处产生大的正压波并向排气管出口端传播,在出口端又返回负压波.因此排气管内存在压力波,这个波动也会产生基频噪声.此外,排气时,气流高速流动会产生涡流噪声,流经溥壁管道和壳体会辐射出噪声.

    4.柴油机本体噪声.液压挖掘机用柴油机一般排量、功率较大,运转时产生的噪声也就较大,主要有柴油机点火引起的爆炸声,活塞周期性冲击缸盖产生的冲击噪声等,透过柴油机壳体辐射出来.另一重要组成部分为柴油机的本体振动引发的噪声,运转过程中,由于活塞的惯性力矩导致的不平衡,激励柴油机产生垂向振动及水平、前后的剧烈晃动,致使柴油机壳体振动而辐射噪声.

    二、三一SY215C-9挖掘机液压噪声、异响的解决办法

    1.降低风扇噪声.优化风扇的叶片形状、材料和叶片数,降低风扇旋转噪声.风扇叶片的形状直接影响叶片附近的涡流强度,因此改变叶片的形状,使之有较好的流线型和合适的弯曲角度,有利于减少涡流噪声.风扇的叶片材料对噪声也有一定程度的影响.例如,铸铝的叶片比冲压钢板的噪声要小,尼龙叶片比金属叶片噪声要小.一般来说,材料的损耗系数越大,其噪声越小.增加风扇的叶片数,在获得同等风量的前提下可以降低风扇转速,从而降低风扇噪声.但叶片数在6以上时,增加叶片数,风量增加有限,且在降噪上还会产生负面影响.

    风扇叶片圆周速度到一定程度时,叶尖的流体将由层流变为紊流,导致噪声突变,产生涡流噪声.风扇涡流噪声的产生除了与转速有关,还与冷却系统中各元件及发动机安装的相对位置有关,一般来说,安装空间越小,转速越高就越容易引发涡流噪声.为了避免此类噪声的产生,应做到:风扇端面距离散热器芯子的距离为风扇直径的10～15%,因为风扇的冷却能力、流量和噪声会随着风扇与散热器之间的距离增加而增加,在某一点增加到最大值后又随着距离的增加逐渐减小.风扇距离散热器芯子过远或过近都会发生回流现象.此外,风扇应远离发动机,最好能达到100mm以上,以降低涡流噪声,图1为某液压挖掘机降低涡流噪声前、后的1/3倍频图,机外辐射噪声降低2.5dB(A),降噪效果非常明显.采用吸声海绵对吸收风扇噪声的作用非常明显,主要因为风扇除了较低频率的基本噪声外,还具有宽频特性,高频成分非常明显,尤其是风扇气流较高时,高频噪声比重越大,吸声海绵对1000Hz以上的风扇噪声效果很好,但要求其吸声系数应大于0.5,且吸声系数越大吸收效果越好.

    2.降低排气噪声.优化设计性能良好的消声器是降低排气噪声的重要手段之一.按消声原理,消声器有抗性消声器,阻性消声器,阻抗性复合型消声器.抗性消声器是依靠管道截面的突变将部分声波反射向声源,这样沿通道继续向前传播的只是原来的一部分,从而达到消声目的.阻性消声器是利用吸声材料实现消声.当声波在多孔性吸声材料中传播时,吸声材料将使一部分声能转换成热能散掉,从而达到消声目的.阻抗性复合型消声器是阻性、抗性相结合的消声器,通过在抗性消声器内贴吸声海绵来实现消声目的.