拖拉機(jī)噪聲產(chǎn)生的原因及控制方法探討

蔡登輝 何金偉 趙研科

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷的進(jìn)步過程中，我國在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域不再局限于人工作業(yè)，對于農(nóng)業(yè)機(jī)械的要求愈來愈高，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域最為突出且常用的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備莫過于拖拉機(jī)。隨著拖拉機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模的適應(yīng)，相應(yīng)的問題也隨著而來，其中尤其是以拖拉機(jī)在工作中產(chǎn)生的噪聲問題最為嚴(yán)重。在進(jìn)行拖拉機(jī)駕駛中所產(chǎn)生的噪聲不僅造成嚴(yán)重的噪聲污染，還會對駕駛員帶來不同程度的危害。本文闡述了拖拉機(jī)噪聲帶來的危害，通過分析拖拉機(jī)噪聲產(chǎn)生的原因而提出相應(yīng)的控制辦法。

關(guān)鍵詞：拖拉機(jī);噪聲;原因;控制

一、前言

拖拉機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)輸中起到了不容小覷的作用，但是所帶來的噪聲問題也是很大的問題。我們都有過這樣的體驗(yàn)，拖拉機(jī)還沒看到，但是聲音卻已經(jīng)傳來。拖拉機(jī)噪聲不僅對環(huán)境產(chǎn)生了噪聲污染，還會對駕駛員的身心健康造成危害;同時(shí)由于拖拉機(jī)嘈雜的聲音還會掩蓋住故障零件的異常響動，可能還會帶來安全隱患，對駕駛員還有人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重的威脅隱患。拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)主要是柴油機(jī)，柴油機(jī)帶來的噪聲比較復(fù)雜，往往由多地方產(chǎn)生的噪聲共同造成，主要有燃燒噪聲，排氣噪聲，機(jī)械噪聲和齒輪噪聲。如圖1所示。

二、拖拉機(jī)噪聲問題帶來的危害

隨著工業(yè)生產(chǎn)，交通運(yùn)輸和城市建設(shè)的發(fā)展在日?；顒拥陌l(fā)展中所產(chǎn)生的噪聲問題已經(jīng)愈發(fā)嚴(yán)重，噪聲污染已經(jīng)成為社會環(huán)境污染的重要問題之一。過大的噪聲污染長時(shí)間存在不僅會影響到人們的聽力系統(tǒng)，嚴(yán)重的情況下甚至可以造成噪聲性耳聾。除此之外，長時(shí)間處于噪聲環(huán)境中，還會對人們的心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的不良影響，最嚴(yán)重的情況可能會出現(xiàn)致死情況。根據(jù)科學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，如果人類長期處于90分貝以上的環(huán)境中，聽力系統(tǒng)會出現(xiàn)嚴(yán)重的損失后果，還會出現(xiàn)神經(jīng)衰弱，頭痛和高血壓等疾病。如果處于150分貝的環(huán)境中，輕則鼓膜破裂雙耳失聰，重則出現(xiàn)心臟共振，導(dǎo)致死亡。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)顯示，拖拉機(jī)的出廠噪聲在100分貝左右，已經(jīng)屬于對人類身體造成影響的層面，更不用說使用過一段時(shí)間后的拖拉機(jī)噪聲分貝會超過120分貝[1]。

拖拉機(jī)駕駛員長期處于拖拉機(jī)噪聲中，雖然短時(shí)間內(nèi)沒有什么問題，但是由于駕駛員需要長期駕駛拖拉機(jī)工作，在這種環(huán)境下，會導(dǎo)致駕駛員的情緒暴躁，因此拖拉機(jī)產(chǎn)生的噪聲就會對駕駛員帶來生命安全隱患。除此之外，拖拉機(jī)自身受到噪聲的影響還會影響到自身的性能，出現(xiàn)工作效率低的問題。同時(shí)由于拖拉機(jī)駕駛員操作不當(dāng)，為了減少排氣阻力，將消音器的內(nèi)部切斷，導(dǎo)致噪聲變大，這種時(shí)候經(jīng)常會出現(xiàn)火星濺射情況，很容易引發(fā)火災(zāi)問題。根據(jù)拖拉機(jī)工作時(shí)間的不同，駕駛員位置的噪聲分貝也會有不同的標(biāo)準(zhǔn)。如表1所示。

三、產(chǎn)生拖拉機(jī)噪聲的因素

（一）振動產(chǎn)生的噪聲

器材產(chǎn)生的聲音根本來源往往是因?yàn)檎駝赢a(chǎn)生，隨著機(jī)器的振動變大，朝周圍散發(fā)的產(chǎn)生的聲音就會隨著增強(qiáng)，因此由于拖拉機(jī)內(nèi)部器材零件的振動幅度通常很大，因此會產(chǎn)生噪聲。

（二）拖拉機(jī)的使用時(shí)間

根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)顯示，剛出長的新拖拉機(jī)噪聲較大，但是隨著使用的時(shí)間增加，拖拉機(jī)內(nèi)部的各部件由于磨合的緣故噪聲會出現(xiàn)降低的情況，但是繼續(xù)使用拖拉機(jī)后，拖拉機(jī)內(nèi)部部件的間隙增加，當(dāng)超過一定的使用時(shí)間限制，噪聲會出現(xiàn)上升的情況。

四、拖拉機(jī)噪聲產(chǎn)生的原因

按照噪聲產(chǎn)生發(fā)生的不同，拖拉機(jī)的噪聲聲源，主要有以下幾種。

（一）排氣產(chǎn)生噪聲

在目前生產(chǎn)的拖拉機(jī)中往往會選用技術(shù)性能較好的195型柴油機(jī)，而該柴油機(jī)的排氣噪聲是拖拉機(jī)產(chǎn)生噪聲的主要聲源。尤其是拖拉機(jī)在使用一段時(shí)間過后，因?yàn)榕艢夤艹霈F(xiàn)松動的情況;還有另外一方面是因?yàn)楣┯徒嵌鹊膯栴}，會導(dǎo)致拖拉機(jī)產(chǎn)生的噪聲增大。

（二）風(fēng)扇噪聲

風(fēng)扇所產(chǎn)生的噪聲問題對于拖拉機(jī)產(chǎn)生的噪聲影響也很嚴(yán)重，柴油機(jī)的飛輪前端的葉片在柴油機(jī)工作時(shí)會充當(dāng)風(fēng)扇的工作，通過轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的風(fēng)力充當(dāng)散熱器的作用，通過風(fēng)力對散熱器進(jìn)行冷卻[2]。葉片的外面是帶有孔的排風(fēng)罩，在拖拉機(jī)進(jìn)行工作時(shí)，空氣再次流動將產(chǎn)生的熱量帶走排到空氣中，在通過排風(fēng)罩的孔時(shí)會形成嘯叫。拖拉機(jī)的工作環(huán)境往往是土地中，由于工作時(shí)間較長會導(dǎo)致排風(fēng)罩被塵土所堆積，導(dǎo)致空氣流動時(shí)的阻力增加，最后出現(xiàn)風(fēng)扇噪聲變大的情況。

（三）燃燒噪聲

在拖拉機(jī)駕駛中由于拖拉機(jī)駕駛員的操作不當(dāng)，會增加噪聲，主要是因?yàn)槿加驮谌紵覂?nèi)得不到充分的燃燒，按照正常情況來說，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)使用拖拉機(jī)進(jìn)行農(nóng)業(yè)作業(yè)時(shí)，需要提前檢查缸體內(nèi)燃燒室，但是由于駕駛員對此不太了解，往往會忽略對缸體內(nèi)燃燒室的間隙調(diào)整工作，因?yàn)閷Υ说牟恢匾曂鶗黾釉肼暋?/p>

（四）機(jī)械噪聲

拖拉機(jī)在長時(shí)間的使用后，機(jī)內(nèi)的零件由于互相磨損導(dǎo)致間隙變大，最后造成機(jī)械噪聲。

五、拖拉機(jī)噪聲控制方法

（一）對于排氣噪聲的控制

為了減少排氣噪聲的產(chǎn)生，首先要保證排氣通道內(nèi)沒有被異物堵塞，保持光滑通常的狀態(tài)，防止排氣時(shí)因?yàn)槔@開異物跟通道壁產(chǎn)生摩擦產(chǎn)生噪聲，另外選擇利用排氣消聲器是個(gè)重要舉措[3]。目前柴油機(jī)比較常用兩級消聲器作為消聲降噪處理方法，為了減少排氣時(shí)的噪聲可以將其改為三級消音，在原有的基礎(chǔ)上，在消聲器中間部位多增加一層隔板，這樣一來，廢氣在排氣時(shí)會多次穿過隔板，使得壓力減小、流動速度降低。除此之外，根據(jù)不同的發(fā)動機(jī)類型，選擇不同的排氣消聲器。根據(jù)發(fā)動機(jī)類型的不同，選擇的消聲器體積也會隨之改變，增加消聲器的壁厚可以降低發(fā)動機(jī)排氣的噪聲。同時(shí)要保證消聲器的位置遠(yuǎn)離駕駛員，減少噪聲對駕駛員的影響，從而達(dá)到了對排氣噪聲的控制效果。

（二）對于風(fēng)扇噪聲的控制

通過將風(fēng)扇中的通風(fēng)孔尺寸加大，可以有效的降低風(fēng)扇噪聲，因?yàn)槿硕陀诼曇舻母杏X不僅更聲壓有關(guān)，還跟頻率有關(guān)，當(dāng)通風(fēng)孔尺寸加大后，風(fēng)扇運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的噪聲頻率會隨之相應(yīng)的降低。同時(shí)發(fā)動機(jī)中的風(fēng)扇葉片可以選擇合適的形狀，流線型或者彎曲角度良好的葉片可以在運(yùn)行過程中有效的減小噪聲的產(chǎn)生。除此之外，合理的葉片形狀還可以增加風(fēng)險(xiǎn)的運(yùn)行效率。運(yùn)行效率增高之后，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的時(shí)間也會減小，從而可以讓風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變緩，減少噪聲的產(chǎn)生。安裝合理的導(dǎo)流罩，導(dǎo)流罩會影響到氣流的流動，空氣流動時(shí)接觸到導(dǎo)流罩的那一刻會產(chǎn)生噪聲，如果采取合理的導(dǎo)流罩就會減少這部分的噪聲產(chǎn)生[4]。

（三）對于機(jī)械噪聲的控制

機(jī)械噪聲的來源來自多個(gè)地方，首先在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)使用拖拉機(jī)前進(jìn)行缸體內(nèi)燃燒室的調(diào)整工作。減少零件間的磨損間隔，檢查軸套間的間隙，按照規(guī)定兩者間的間隙不得大于0.2 mm，檢查平衡軸的軸向和平衡軸軸承的軸承，平衡軸的軸向最大允許是0.4 mm，平衡軸軸承最大允許是0.15 mm，檢查鍵連接的配合，檢查齒輪室內(nèi)的磨損情況，如果出現(xiàn)齒輪磨損嚴(yán)重的情況時(shí)，不但會影響到供油和配氣相位的變化，還會產(chǎn)生很大的噪聲[5]。

（四）對于發(fā)動機(jī)噪聲的控制

發(fā)動機(jī)產(chǎn)生噪聲的原因主要是因?yàn)榭諝饬鲃雍桶l(fā)動機(jī)自身的振動而產(chǎn)生的。挑選合適的發(fā)動機(jī)活塞，保證活塞的質(zhì)量性能相近，通過橡膠塊與拖拉機(jī)機(jī)架連接可以降低發(fā)動機(jī)的振動減少噪聲。其中排氣噪聲和進(jìn)氣噪聲兩種是噪聲的主要來源，為了降低高速流動廢氣產(chǎn)生的噪聲，大多數(shù)拖拉機(jī)的生產(chǎn)廠家會在不影響排氣的條件下，在排氣管口處安裝消聲器。但是由于廢氣溫度偏高，由于摻雜著油污和雜質(zhì)的原因會導(dǎo)致絲網(wǎng)被燒穿，不僅會導(dǎo)致排氣阻力增加還會很大程度影響到消聲的質(zhì)量問題。除此之外，每個(gè)一段時(shí)間要對消聲器進(jìn)行清洗和保養(yǎng)，修理或更換性能更好的排氣消聲器，堅(jiān)決杜絕拆除消聲器這種損人不利己的行為。進(jìn)氣噪聲在發(fā)動機(jī)噪聲中是第二強(qiáng)的噪聲來源，進(jìn)氣噪聲與空氣濾清器的保養(yǎng)和結(jié)構(gòu)有直接聯(lián)系，使用旋風(fēng)粗濾和長管的紙質(zhì)細(xì)濾的空氣濾清器能夠有效的降低空氣阻力，總而使噪聲降到最低，降低空氣阻力后能夠保證氣缸內(nèi)的空氣新鮮度，從而提高燃油的效率。

（五）對于拖拉機(jī)底盤的噪聲控制

拖拉機(jī)的傳動系統(tǒng)包括離合器、變速箱、中央傳動等幾大制動部分。在這些部分中大多數(shù)采用的是齒輪傳動方式，齒輪在工作時(shí)產(chǎn)生的沖擊是主要的振動噪聲來源，而這些噪聲來源中尤其是傳動系統(tǒng)帶來的噪聲最為嚴(yán)重。因?yàn)樵诠ぷ鲿r(shí)不僅要起到加速減速的目的，還會改變動力旋轉(zhuǎn)的作用，在拖拉機(jī)啟動的過程中，傳動系統(tǒng)需要承受更大的壓力和沖擊力，這些力比內(nèi)部齒輪要大很多，這也就早成了齒輪磨損加重的情況，導(dǎo)致原來的配置發(fā)生很大的變化，影響了齒輪的運(yùn)行[6]。同時(shí)由于齒輪的設(shè)計(jì)存在一定問題，大多數(shù)齒輪都是具有一定螺旋角的齒輪，因?yàn)槁菪堑拇嬖?，會讓傳動過程中除了軸向力還會出現(xiàn)附加軸向力，因此會配備錐軸承來進(jìn)行支撐工作，但是這個(gè)軸承會在齒輪出現(xiàn)磨損時(shí)影響到位置變化，導(dǎo)致齒輪遠(yuǎn)離原本的位置。因此降低拖拉機(jī)的傳動系統(tǒng)噪聲是體現(xiàn)一個(gè)拖拉機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平的表現(xiàn)。為了提高拖拉機(jī)的整體質(zhì)量，同時(shí)也要降低噪聲的產(chǎn)生，首先需要對相互配合工作的零部件進(jìn)行合理的劃分，通過保持合理的間隙來減少噪聲的產(chǎn)出。提高齒輪的精度，保證齒輪表面光滑，保證齒輪能夠平穩(wěn)正常的運(yùn)行。最后需要改變齒輪的結(jié)構(gòu)，將直齒輪改為斜齒輪，增加傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少齒輪運(yùn)行時(shí)的噪聲[7]。

（六）對于拖拉機(jī)覆蓋件的噪聲控制

覆蓋件主要是指發(fā)動機(jī)機(jī)罩、擋泥板、儀表盤等覆蓋件，覆蓋件產(chǎn)生的噪聲主要是因?yàn)檎駝釉斐傻?。有不少企業(yè)為了省錢在制造覆蓋件時(shí)選取質(zhì)量較差的材料，由于覆蓋件質(zhì)量較差，在拖拉機(jī)運(yùn)行過程中會引起覆蓋件產(chǎn)生振動，同時(shí)發(fā)出較大的噪聲。解決這種噪聲的方法其實(shí)很簡單，只需要增加覆蓋件的厚度即可，尤其是發(fā)動機(jī)機(jī)罩和擋泥板的厚度。降低這些覆蓋件的振動，從而達(dá)到控制覆蓋件噪聲的效果，但是按照相關(guān)規(guī)定，拖拉機(jī)的覆蓋件不能僅僅滿足臨時(shí)性的降噪，比如說在內(nèi)側(cè)安防棉布、海綿等，降噪需要保證防火、無毒、永久性保持等特點(diǎn)。

（七）對于拖拉機(jī)行車的噪聲控制

拖拉機(jī)在最高檔空行時(shí)產(chǎn)生的噪聲對于駕駛員的影響最嚴(yán)重。在拖拉機(jī)牽引負(fù)荷下，最大噪聲的產(chǎn)生都在最大牽引功率之前，超速行駛或者超負(fù)荷行駛都會增加噪聲的提高，為了減少拖拉機(jī)在行車過程中的噪聲，應(yīng)該避免拖拉機(jī)出現(xiàn)高速行駛狀況，同時(shí)要避免出現(xiàn)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速增加和加大油門的不良習(xí)慣，減少換擋的次數(shù)和減速加速的操作次數(shù)，這樣才能有效的避免拖拉機(jī)在行車時(shí)產(chǎn)生的噪聲。

（八）對于拖拉機(jī)其他的噪聲控制

安裝符合要求的駕駛室，通過駕駛室來減少噪聲對拖拉機(jī)駕駛員的影響，從傳播途徑上切斷噪聲傳播到駕駛員耳中，從而保證拖拉機(jī)駕駛員位置的噪聲。在發(fā)動機(jī)機(jī)架、駕駛室、底盤等地方的連接處增加橡膠來減緩?fù)侠瓩C(jī)本身的振動，降低內(nèi)部零件因?yàn)檎駝佣a(chǎn)生的共振情況[8]?？刂坪貌裼桶l(fā)動機(jī)的功率，柴油機(jī)產(chǎn)生的噪聲和功率有密切相關(guān)的聯(lián)系，在拖拉機(jī)附著力沒有提升的情況下，盲目擴(kuò)大柴油機(jī)的動力是不可取的行為。因?yàn)槠渌阅軟]有提升而柴油機(jī)功率提升對拖拉機(jī)來說會縮短其他地方的使用壽命，并且其他部件也無法滿足柴油機(jī)增大的要求，只會增加柴油機(jī)產(chǎn)生噪聲。另外在拖拉機(jī)的零部件位置使用合格的潤滑油等對象會增加零部件運(yùn)行時(shí)的潤滑度，防止出現(xiàn)過干而產(chǎn)生摩擦噪聲。

六、結(jié)語

綜上所述，拖拉機(jī)的噪聲產(chǎn)生不僅僅是發(fā)動機(jī)問題，對于拖拉機(jī)整體而言絕大部分地區(qū)都會產(chǎn)生噪聲。為了保護(hù)環(huán)境不被噪聲污染，防止駕駛員因?yàn)樵肼晢栴}帶來的身體損害，需要在拖拉機(jī)生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，做好每一步的降噪工作，將拖拉機(jī)的噪聲盡可能的降到最低。

參考文獻(xiàn)：

[1]塔斯肯別克·巴合提汗.拖拉機(jī)噪聲產(chǎn)生的主要原因及預(yù)防措施[J].農(nóng)機(jī)使用與維修， 2019（10）：74.

[2]馬威.拖拉機(jī)噪聲產(chǎn)生的原因及控制辦法[J].農(nóng)機(jī)使用與維修， 2017（11）：55.

[3]盧文超，劉輯，李威，應(yīng)帥.農(nóng)用拖拉機(jī)噪聲分析與控制[J].當(dāng)代農(nóng)機(jī)， 2017（10）：62-64.

[4]潘公宇，顧文艷.大型拖拉機(jī)噪聲源測試分析與降噪研究[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2017，42（03）：954-960.

[5]馮欣.淺談拖拉機(jī)噪聲的危害及其防范措施[J].青海農(nóng)技推廣， 2017（01）：60.

[6]秦永輝.輪式拖拉機(jī)駕駛位置的噪聲標(biāo)準(zhǔn)及改進(jìn)措施[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備， 2016（09）：19-21.

[7]付衛(wèi)東，張賓.拖拉機(jī)噪聲分析研究[J].科技信息， 2011（18）：397-398.

[8]張本領(lǐng)，史仁成.淺談降低膠帶傳動小型拖拉機(jī)噪聲的幾個(gè)措施[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械， 2009（03）：83-84.