探討船舶機(jī)械噪聲控制對(duì)策

唐德佳

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家越來(lái)越重視船舶機(jī)械噪聲控制情況。為進(jìn)一步提升船舶機(jī)械噪聲基本情況，需要根據(jù)實(shí)際情況了解船舶的環(huán)境變化情況，減少機(jī)艙內(nèi)的噪音污染對(duì)船員生活和工作的不利影響，減少一些容易患上的疾病，促進(jìn)船舶的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此本文主要針對(duì)船舶機(jī)械噪聲控制進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并提出合理化建議。

Abstract： With the rapid development of China's economy， more and more attention has been paid to the noise control of marine machinery. In order to further improve the basic situation of ship mechanical noise， it is necessary to understand the ship's environmental changes according to the actual situation， reduce the adverse impact of noise pollution in the engine room on the crew's life and work， reduce some easily suffering diseases， and promote the normal operation of the ship. Therefore， this paper briefly analyzes the noise control of marine machinery， and puts forward reasonable suggestions.

關(guān)鍵詞：船舶;機(jī)械噪聲;控制舉措

Key words： ship;mechanical noise;control measures

中圖分類號(hào)：TB535? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）11-0184-02

0? 引言

隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，船舶機(jī)械行業(yè)愈加受到重視。人們對(duì)船舶的舒適性要求不斷提升，因此，有效的控制傳播機(jī)械的噪音已成為了當(dāng)前最主要的一項(xiàng)工作。導(dǎo)致船舶機(jī)械噪音的源頭多為振動(dòng)，若是沒(méi)有對(duì)噪聲進(jìn)行良好管控，很容易導(dǎo)致船舶運(yùn)行出現(xiàn)安全問(wèn)題。因此，必須要采取高效的舉措，確保船舶機(jī)械得到良好管控，減少一些噪音所產(chǎn)生的危害。

1? 船舶機(jī)械噪聲的不利影響

船舶機(jī)械噪聲聲音如果過(guò)大，很容易導(dǎo)致附近的人聽力下降，給人體的心血管系統(tǒng)以及神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。如果長(zhǎng)時(shí)間都處于噪音污染嚴(yán)重的環(huán)境下生存，人的身心健康會(huì)受到極其嚴(yán)重的損害，例如，個(gè)人工作效率下降、睡眠質(zhì)量下降以及聽覺(jué)及視覺(jué)受到嚴(yán)重?fù)p害等。噪聲的主要來(lái)源是振動(dòng)，振動(dòng)越大，噪聲的聲音越大。機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)會(huì)直接導(dǎo)致零部件的過(guò)度運(yùn)行，長(zhǎng)期以往，會(huì)導(dǎo)致十分嚴(yán)重的機(jī)械船舶使用過(guò)于頻繁現(xiàn)象，導(dǎo)致明顯性的安全事故發(fā)生。

2? 船舶機(jī)械設(shè)備的噪聲類別

2.1 內(nèi)涵

船舶噪聲所產(chǎn)生的因素非常多，從機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)情況可知，通常情況下噪聲都是由設(shè)備振動(dòng)所導(dǎo)致。噪聲越大則說(shuō)明振動(dòng)情況越嚴(yán)重，機(jī)械設(shè)備的過(guò)勞損壞情況越嚴(yán)重，設(shè)備的使用期限越會(huì)縮短。其中主要以船舶動(dòng)力機(jī)械和輔助機(jī)械為最主要的設(shè)備噪聲源頭，雙方之間會(huì)在實(shí)際的運(yùn)作時(shí)會(huì)發(fā)出很多刺耳的聲音。

2.2 類別

2.2.1 動(dòng)力裝置造成的噪音

動(dòng)力裝置的噪聲出現(xiàn)主要是由于主機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)組、齒輪箱以及輔助性的排氣管等相互碰撞所出現(xiàn)的。是船舶噪聲聲音最大的一種噪聲源。該噪聲的強(qiáng)弱決定了柴油機(jī)的噪聲等級(jí)，包含著排氣系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)動(dòng)力等所出現(xiàn)的噪聲，是運(yùn)動(dòng)部件的撞擊以及主機(jī)上不平衡振動(dòng)出現(xiàn)的機(jī)械性噪聲。

2.2.2 排氣過(guò)程中造成的噪聲

排氣噪聲主要是排氣壓力脈動(dòng)噪聲。汽油通過(guò)氣閥的產(chǎn)生的一種漩渦流聲音。該種聲音是邊界層氣流變動(dòng)收導(dǎo)致出現(xiàn)的噪聲，與排氣出口噴噴流噪聲出現(xiàn)的情況存在區(qū)別。在多缸柴油排氣噪聲的頻譜中，其在低頻處會(huì)有著明顯的噪聲分值。一旦達(dá)到該種界限，則被稱之為是低頻噪聲。

2.2.3 增壓器氣流噪聲

增壓器汽油所產(chǎn)生的噪聲對(duì)廢棄渦輪增壓器而言，會(huì)使得空氣與壓氣機(jī)葉片之間的相對(duì)速度增強(qiáng)，確保葉片周邊出現(xiàn)大批量的漩渦，在比較強(qiáng)烈而快速的振動(dòng)下發(fā)出明顯性噪聲。這種噪聲是由于空氣振動(dòng)所導(dǎo)致的，要采取相關(guān)的措施確?？諝庹駝?dòng)時(shí)增壓器流噪聲的有效控制。

2.2.4 柴油機(jī)的燃料噪聲

柴油機(jī)的燃料噪聲在控制時(shí)要明確其產(chǎn)生原因。柴油機(jī)的燃油噴入缸內(nèi)后缸內(nèi)的壓力上升速度非?？?，會(huì)形成較高的壓力波動(dòng)值，火焰會(huì)由中心向四周進(jìn)行擴(kuò)散，形成穩(wěn)定燃燒噪聲場(chǎng)。柴油機(jī)在高負(fù)荷的工作區(qū)內(nèi)運(yùn)作時(shí)，所產(chǎn)生的低沉噪聲是由多種因素導(dǎo)致的，但由于缸套之間存在的隔離性，噪聲的等級(jí)并不高。彈壓力波傳輸?shù)街粮滋字袝?huì)使得鋼套振動(dòng)出現(xiàn)頻繁噪聲，但該類噪聲屬于機(jī)械噪聲。

2.2.5 金屬撞擊、摩擦噪聲

柴油機(jī)的配氣結(jié)構(gòu)體之間、氣閥與閥座之間以及噴油器的針閥體之間會(huì)出現(xiàn)各種各樣零部件，一旦多種零部件出現(xiàn)撞擊和摩擦，會(huì)出現(xiàn)大頻率的噪聲，其基本上屬于高頻率領(lǐng)域。一旦氣閥間隙增大或者凸輪形狀磨損增加，噪聲的等級(jí)將擴(kuò)大，甚至能夠達(dá)到新的高度。

2.2.6 螺旋槳的發(fā)出噪聲

螺旋槳所發(fā)出來(lái)的噪聲主要包含旋轉(zhuǎn)性噪聲以及空化噪聲兩種。前者是螺旋槳在不均勻的氣流場(chǎng)內(nèi)工作所引起的干擾力和螺旋槳機(jī)械不平衡導(dǎo)致的一種大規(guī)模的躁動(dòng)聲音。一旦螺旋槳出現(xiàn)明顯性的空化，船舶水下噪聲變動(dòng)情況與螺旋槳的受力值息息相關(guān)。一旦后者出現(xiàn)空化，會(huì)形成較雜的噪聲?？栈肼晞t是一種連續(xù)性的噪聲，其與槳葉片形狀、槳葉面積等相關(guān)，要在標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速下確保漩渦的頻率與槳葉的固有頻率保持一致，才能產(chǎn)生共鳴。

2.2.7 水動(dòng)力噪聲

水動(dòng)力噪聲是高速區(qū)域的海底不規(guī)則運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的船體出現(xiàn)振動(dòng)，會(huì)激發(fā)起船體的局部振動(dòng)，使得噪聲輻射向周圍擴(kuò)散。在此期間，船下附著的空氣會(huì)在集聚的湍流中致使壓力值產(chǎn)生明顯新變化，輻射噪聲會(huì)逐步變大。

2.2.8 輔助性機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲

輔助性機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲的功率值較小、強(qiáng)度低，是以多樣性的船舶機(jī)械作為振動(dòng)變化值。而水泵、油泵、風(fēng)機(jī)和鍋爐等設(shè)備所發(fā)出的噪聲十分明顯，是以通風(fēng)機(jī)作為基礎(chǔ)噪聲源頭。輔助性的機(jī)械設(shè)備并不會(huì)自主發(fā)生任何噪聲。

3? 船舶機(jī)械噪聲的應(yīng)對(duì)舉措

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲控制

船舶行業(yè)的快速發(fā)展有利于機(jī)械設(shè)備配置的不斷升級(jí)與改造，致使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越來(lái)越大。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的空氣動(dòng)力噪聲以及結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲已經(jīng)備受關(guān)注。在對(duì)傳播機(jī)械設(shè)備的噪聲控制時(shí)，社會(huì)對(duì)噪聲的容忍度進(jìn)一步下降，希望相關(guān)噪聲控制性企業(yè)可采取有效的措施將噪聲控制到最小化，而發(fā)動(dòng)機(jī)則是機(jī)械設(shè)備中的噪聲源頭。想要實(shí)現(xiàn)合理的噪聲管控，要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)架之間的聯(lián)結(jié)進(jìn)行綜合分析，合理設(shè)計(jì)減震塊的剛度，通過(guò)減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)次數(shù)降低噪聲頻率。運(yùn)用該項(xiàng)措施還可同時(shí)對(duì)駕駛區(qū)域的振動(dòng)次數(shù)合理管控，確保機(jī)械設(shè)備良好運(yùn)行的基礎(chǔ)上，應(yīng)用耐熱性高的材料制作對(duì)應(yīng)保護(hù)罩，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)采取相應(yīng)的密封性措施，對(duì)其所產(chǎn)生的噪聲實(shí)現(xiàn)有效屏蔽，降低輻射范圍。機(jī)械設(shè)備中的排氣噪聲聲音較大，要在合理的位置上安裝性能良好的消音裝置，降低排氣噪聲對(duì)周邊區(qū)域的輻射度，優(yōu)化排氣噪聲通道。由于排氣噪聲管道的位置屬于固定化位置，氣流很容易在產(chǎn)生時(shí)出現(xiàn)瞬間的脈動(dòng)情況，故在高氣壓作用下會(huì)產(chǎn)生大量的噪聲。想要抑制這種噪聲，必須要保證排氣管道的光滑性。

3.2 燃燒噪聲控制

對(duì)于燃燒噪聲的控制工作而言，需要對(duì)缸內(nèi)的氣體壓力進(jìn)行有效控制，確保發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)活塞氣體的高速散熱，減少散熱所造成的損失。與此同時(shí)，氣缸中的一些壓縮溫度以及壓力會(huì)持續(xù)性的上升，該種情況下的噴油機(jī)的壓力遠(yuǎn)大于平時(shí)，致使燃燒室內(nèi)部的空氣出現(xiàn)巨大的變動(dòng)，可燃?xì)怏w中的混合氣體比例增加，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)中噪聲一點(diǎn)一點(diǎn)的變大。在對(duì)噪聲做好充分控制時(shí)，要提前對(duì)噴油角做好有效設(shè)置，控制噴油機(jī)的噴油規(guī)律，降低可燃混合物的氣體變化情況，有效的降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒噪聲。對(duì)于風(fēng)扇所發(fā)出的噪聲，會(huì)了解到風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度以及風(fēng)扇直徑都會(huì)增強(qiáng)風(fēng)扇的噪聲變化情況，故在船舶機(jī)械中要確保風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)力能夠快速的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的液壓馬達(dá)，對(duì)風(fēng)扇起冷卻作用，以便減少噪聲的發(fā)出情況，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)做好轉(zhuǎn)速控制。

3.3 吸聲降噪

吸聲降噪，指采用吸聲的材料吸收噪聲、降低噪聲強(qiáng)度的方法。一般利用吸聲材料和裝置吸收聲能以降低噪聲。

3.3.1 吸聲材料

多孔吸聲材料的內(nèi)部和表面都有很多微小的細(xì)孔，孔和孔之間相互聯(lián)通并直接與外界大氣相連，具有一定的通氣性。聲波在空隙內(nèi)傳播時(shí)會(huì)引起經(jīng)絡(luò)間的空氣來(lái)回運(yùn)動(dòng)，與靜止的經(jīng)絡(luò)相互摩擦，由于空氣的粘滯性和空氣與經(jīng)絡(luò)之間的熱傳導(dǎo)作用，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能而消耗掉，從而起著吸收聲能的作用。

3.3.2 空間吸聲體

空間吸聲體是由框架、吸聲材料和護(hù)面結(jié)構(gòu)做成具有各種形狀的單元體，其降噪量一般為10dB左右。常用的幾何形狀有平面形、圓柱形、棱形、球形、圓錐形等，其中球體的吸聲效果最好。空間吸聲體的高頻吸收效果隨著吸聲體尺寸的減少而增加，低頻吸收效果則隨著吸聲體尺寸的加大而升高?？臻g吸聲體的吸聲性能主要由所用吸聲材料核材料的填充方式所決定。

3.3.3 吸聲尖劈

吸聲尖劈是一種楔子形的空間吸聲體，吸聲尖劈是一種楔子形的空間吸聲體，由金屬網(wǎng)架內(nèi)填充多孔吸聲材料構(gòu)成，吸聲性能十分優(yōu)良。吸聲尖劈的形狀有等腰劈狀、直角劈狀、階梯狀、無(wú)規(guī)狀等。目前來(lái)看，吸聲尖劈體積較大，不適合用于較小的設(shè)備。

3.4 傳動(dòng)噪聲控制

在傳動(dòng)噪聲控制中，要選用變速齒輪嚙合和傳動(dòng)軸，確保其旋轉(zhuǎn)中的振動(dòng)變化情況。故需要選擇噪聲低的變速器，做好發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱以及主減速器等器件的有效聯(lián)結(jié)，采取柔性連接的舉措，有效的控制轉(zhuǎn)動(dòng)抽的平衡度以及尺度，降低扭動(dòng)振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲值。

3.5 液壓系統(tǒng)噪聲控制

在液壓系統(tǒng)的噪聲控制中，要選取不同的液壓設(shè)備，確保其可以在高壓高速的狀態(tài)下進(jìn)行，增強(qiáng)由此所產(chǎn)生的噪聲誤差。一般情況下，液壓裝置發(fā)出強(qiáng)噪聲時(shí)，工作狀態(tài)會(huì)慢慢受到影響，甚至部分元件使用壽命以及基礎(chǔ)性能會(huì)有多層次的損傷度。故需要盡快的消除機(jī)械與壓力的沖擊值和壓力脈動(dòng)變化所產(chǎn)生的變化情況。

4? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段國(guó)家越來(lái)越重視船舶機(jī)械噪聲控制情況。為進(jìn)一步提升船舶機(jī)械噪聲基本情況，要增強(qiáng)人們的綠色低碳、環(huán)保理念，讓人們生活在一個(gè)更加舒適的生活環(huán)境中，有利于提高人民的生活質(zhì)量水準(zhǔn)。在船舶機(jī)械的實(shí)際運(yùn)行中，若是不重視噪聲危害，很容易給周邊環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的噪聲污染，還會(huì)威脅到居民的生命安全。而重視該項(xiàng)工作有利于控制噪聲污染，優(yōu)化生產(chǎn)和生活環(huán)境，促進(jìn)其全面進(jìn)步與發(fā)展。

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