小型挖掘機用發(fā)動機艙內(nèi)部噪聲源分析與降噪方案研究.pdf

1、隨著城市化進程加快，工程機械的應用日益廣泛，其噪聲性能逐漸成為人們關注的重點。在其噪聲成分中，空氣動力性噪聲占有一定的比重。隨著車輛工程技術的發(fā)展，發(fā)動機的進排氣噪聲得到有效控制并逐步降低，而發(fā)動機冷卻風扇引起的氣動噪聲越來越凸顯出來。一般來說，工程機械工作任務重，發(fā)動機功率大，而且工程機械都是定點作業(yè)，發(fā)動機散熱條件較差，需要大流量風扇進行散熱，因此其冷卻風扇噪聲相比一般車輛更高。為此，本文以某小型挖掘機發(fā)動機艙為對象，基于Light

2、hill聲類比理論，采用計算流體動力學和無限元相結合的方法，對其內(nèi)部噪聲源與降噪方案進行研究，計算分析了該機冷卻風扇引起的氣動噪聲，研究了數(shù)種降低風扇噪聲的方案。
　　首先，仿真分析了原始動力艙流場和聲場特性。運用CFD分析軟件Fluent，計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)的流場結果，在此基礎上再基于噪聲分析軟件 Actran分別計算了

3、其對應的氣動聲場，并進行了對比分析，結果表明采用incompressible ideal gas模型具有較高的準確性，且計算時間較短。
　　其次，從噪聲源與傳播路徑入手，開展了動力艙氣動噪聲降噪研究，包括：(1)不同風扇對散熱和氣動噪聲的影響。將原方案中八葉片等截面風扇分別更換為不等節(jié)距風扇及一款帶有十個前彎葉片的風扇。計算發(fā)現(xiàn)不等節(jié)距風扇的噪聲頻譜峰值點大量增加，使整個頻段的噪聲更大；而新風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)化動力艙開孔數(shù)量及位置。計算發(fā)現(xiàn)開孔對流場影響很大，開孔過多噪聲傳出量更大；開孔太少使艙內(nèi)渦流增加，而且空腔共振增強，同樣使噪聲增大。綜合遠場噪聲值與流經(jīng)各散熱器空氣流量對比來看，原開孔方案相對較好。(3)在動力艙內(nèi)其他位置添加吸聲材料——聚氨酯泡沫，對比遠場噪聲變化情況，結果表明在動力艙內(nèi)壁面添加吸聲材料，動力艙遠場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隔聲的影響?？紤]到動

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