影响拖拉机噪声因素试验研究

摘要：针对影响拖拉机噪声的因素，分别进行了发动机罩侧板、不同类型风扇、机罩内壁粘贴隔音棉、供油提前角及不同消声器对噪声影响试验。研究表明带侧板比不带侧板最高可降低2.17 dB（A）拖拉机噪声，发动机机罩粘贴隔音棉比不粘贴可有效的降低了0.73 dB（A）噪声。其他几种因素对拖拉机噪声影响不明显。通过对拖拉机噪声产生机理分析，及影响拖拉机噪声因素的试验，为后续拖拉机设计提供参考。

关键词：拖拉机;噪声;试验;研究

根据国家拖拉机质量监督检验中心近年来的试验数据，国产拖拉机室内噪声一般在90 d B左右。国际劳工组织将85 d B噪声作为警告限值，将暴露在90 d B噪声下连续工作8 h作为危险限值。长期暴露在90 d B噪声环境下将会导致人血压升高、脉搏跳动和呼吸加速、引起肌肉紧张等症状。为了解决噪声过高的问题，我们要知道噪声的来源。拖拉机噪声的形成原因比较复杂，它由若干个单独声源组成，主要有进气噪声、燃烧噪声、排气噪声、机械噪声等。

1 拖拉机噪声源分析

拖拉机上含有很多个噪声源，主要有发动机噪声和传动系底盘噪声及其他机械噪声等。发动机噪声包括：进气噪声、排气噪声、发动机燃烧噪声、冷却风扇噪声、活塞运动噪声、曲轴连杆机构运动噪声、供油噪声及齿轮室传动噪声等。底盘噪声包括：传动系齿轮传动噪声、轴承转动噪声、液压系统噪声及结构件振动产生的噪声。这些噪声在驾驶室周围形成不均匀的声场，通过驾驶室缝隙及孔洞传入驾驶室内部。驾驶室内部噪声还有一部分是由拖拉机振动所产生。因驾驶室多为薄壁件焊接而成，驾驶室壁在拖拉机运动中被激发引起振动，并向室内辐射噪声。振动产生的噪声与外界传入的噪声在驾驶室内形成混响。驾驶室内噪声可用公式（1）来表达：

IC=IA+IS+IR  （1）

式中：IC为驾驶室内噪声的总声强；IA为传入室内的空气声的声强；IS为驾驶室壁振动辐射声强；IR为上述噪声在驾驶室内混响声强。

2 影响拖拉机噪声因素试验

2.1 机罩侧板对拖拉机噪声的影响

针对同一款拖拉机在实验室内相同的试验条件下，对比安装机罩侧板前后的噪声源识别结果和定点声压级大小。在PTO试验台上，检测设备距离拖拉机3 m情况下分别对拖拉机最高车速工况和最大扭矩工况的进气侧和排气侧进行噪声源及声压级测试。根据试验数据可知，带侧板比不带侧板可有效地降低拖拉机发动机产生的噪音，最高可降低2.17 dB（A）。

2.2 发动机风扇对拖拉机噪声的影响

为研究普通风扇与硅油离合器风扇对噪声的影响，本文对此进行了试验对比。

在同一拖拉机上分别装配普通风扇和硅油离合器风扇，关闭驾驶室车门，四驱工况下打开车窗，在国家拖拉机检测中心牵引试验跑道上进行驾驶员耳旁噪声测试。

通过试验数据可知，普通风扇驾驶员耳旁噪声均值为92.43 dB（A），硅油风扇驾驶员耳旁噪声均值为92.4 dB（A）。风扇产生的噪声对驾驶员耳旁噪声影响不大。由于采用的是10叶硅油离合器风扇（普通型风扇为7叶），可能是叶数比普通型多，对降低整机耳旁噪声的作用不明显。

2.3 机罩内壁粘贴隔音棉对噪声的影响

将机罩内壁非迎风面全部粘贴隔音棉，与不粘贴隔音棉的拖拉机机罩装配到同一台整机上，四驱工况下关闭门窗，在试验跑道上分别进行驾驶员耳旁测试。由试验数据可知，机罩带隔音棉时，驾驶员耳旁噪声均值为90.33 dB（A）;不带隔音棉时，驾驶员耳旁噪声均值为91.06 dB（A），有效地降低了0.73 dB（A）噪音。

3拖拉机噪声控制的主要方法

3.1对于排气噪声的控制

目前柴油机比较常用两级消声器作为消声降噪处理方法，为了减少排气时的噪声可以将其改为三级消音，在原有的基础上，在消声器中间部位多增加一层隔板，这样一来，废气在排气时会多次穿过隔板，使得压力减小、流动速度降低。除此之外，根据不同的发动机类型，选择不同的排气消声器。根据发动机类型的不同，选择的消声器体积也会随之改变，增加消声器的壁厚可以降低发动机排气的噪声。同时要保证消声器的位置远离驾驶员，减少噪声对驾驶员的影响，从而达到了对排气噪声的控制效果。

3.2对于风扇噪声的控制

通过将风扇中的通风孔尺寸加大，可以有效的降低风扇噪声，因为人耳低于声音的感觉不仅更声压有关，还跟频率有关，当通风孔尺寸加大后，风扇运行过程中所产生的噪声频率会随之相应的降低。同时发动机中的风扇叶片可以选择合适的形状，流线型或者弯曲角度良好的叶片可以在运行过程中有效的减小噪声的产生。除此之外，合理的叶片形状还可以增加风险的运行效率。运行效率增高之后，风扇转动的时间也会减小，从而可以让风扇转速变缓，减少噪声的产生。

3.3对于发动机噪声的控制

发动机产生噪声的原因主要是因为空气流动和发动机自身的振动而产生的。挑选合适的发动机活塞，保证活塞的质量性能相近，通过橡胶块与拖拉机机架连接可以降低发动机的振动减少噪声。其中排气噪声和进气噪声两种是噪声的主要来源，为了降低高速流动废气产生的噪声，大多数拖拉机的生产厂家会在不影响排气的条件下，在排气管口处安装消声器。但是由于废气温度偏高，由于掺杂着油污和杂质的原因会导致丝网被烧穿，不仅会导致排气阻力增加还会很大程度影响到消声的质量问题。除此之外，每个一段时间要对消声器进行清洗和保养，修理或更换性能更好的排气消声器，坚决杜绝拆除消声器这种损人不利己的行为。进气噪声在发动机噪声中是第二强的噪声来源，进气噪声与空气滤清器的保养和结构有直接联系，使用旋风粗滤和长管的纸质细滤的空气滤清器能够有效的降低空气阻力，总而使噪声降到最低，降低空气阻力后能够保证气缸内的空气新鲜度，从而提高燃油的效率。

3.4对于拖拉机底盘的噪声控制

拖拉机的传动系统包括离合器、变速箱、中央传动等几大制动部分。在这些部分中大多数采用的是齿轮传动方式，齿轮在工作时产生的冲击是主要的振动噪声来源，而这些噪声来源中尤其是传动系统带来的噪声最为严重。因为在工作时不仅要起到加速减速的目的，还会改变动力旋转的作用，在拖拉机启动的过程中，传动系统需要承受更大的压力和冲击力，这些力比内部齿轮要大很多，这也就早成了齿轮磨损加重的情况，导致原来的配置发生很大的变化，影响了齿轮的运行。同时由于齿轮的设计存在一定问题，大多数齿轮都是具有一定螺旋角的齿轮，因为螺旋角的存在，会让传动过程中除了轴向力还会出现附加轴向力，因此会配备锥轴承来进行支撑工作，但是这个轴承会在齿轮出现磨损时影响到位置变化，导致齿轮远离原本的位置。因此降低拖拉机的传动系统噪声是体现一个拖拉机生产企业的技术水平的表现。为了提高拖拉机的整体质量，同时也要降低噪声的产生，首先需要对相互配合工作的零部件进行合理的划分，通过保持合理的间隙来减少噪声的产出。提高齿轮的精度，保证齿轮表面光滑，保证齿轮能够平稳正常的运行。

结语

综上所述，拖拉机的噪声产生不仅仅是发动机问题，对于拖拉机整体而言绝大部分地区都会产生噪声。为了保护环境不被噪声污染，防止驾驶员因为噪声问题带来的身体损害，需要在拖拉机生产时进行严格的把控，做好每一步的降噪工作，将拖拉机的噪声尽可能的降到最低。

参考文献

[1] 李贵，陈洪涛，孙黎明，等.拖拉机驾驶室内低频结构噪声响应分析[J].拖拉机与农用运输车，2017，44（3）：25-27.