空气净化器噪声控制
1. 空气净化器噪声源与传递特性
现而今,空气净化器噪声已经成为影响空气净化器使用的主要因素。空气净化器噪声源主要还是其内部的风机所产生。其传递途径则包含三部分:进气端、端以及面板。因此对空气净化器噪声控制主要是围绕如何通过降低其内部风机通过上述三个途径的传递贡献。
2. 风机噪声基本特性
风机的噪声包括旋转噪声和涡流噪声,其中旋转噪声是由于工作轮旋转,轮上的叶片打击周围的气体介质、引起周围气体的压力脉动造成的。由压力脉动造成气流很大的不均匀性,从而向周围辐射噪声。旋转噪声频率fi为:
fi=nzi/60 (1)
式中:n为轮机转数r/min,z为叶片数,i为谐波序号
从旋转噪声强度看,基频噪声,随着谐波次数变高,噪声强度渐渐变小。对于离心风机,叶片出口处沿着工作轮周围,由于存在尾迹,气流的速度和压力都不均匀,这种不均匀的气流作用在蜗壳上,于是在蜗壳上形成了压力随时间的脉动,气流的不均匀性越强,噪声也越大。
而涡流噪声则主要是气流流经叶片界面产生分裂时,形成附面层及漩涡分裂脱离,而引起叶片上压力的脉动,辐射出一种非稳定的流动噪声。
fc=Kvi/t (2)
式中:K为斯特劳哈尔数,在0.14到0.2之间;v为气体与叶片相对速度;t 为物体正表面宽度在垂直于速度平面上的投影。
由于涡流噪声频率主要取决于叶片与气流的相对速度,而相对速度与工作轮的圆周速度有关,则圆周速度是随着工作轮各点到转轴轴心距离而连续变化的。由此风机涡流噪声是一种宽频带连续谱噪声。
因此整体而言,风扇噪声特性是一种宽频连续谱噪声并在某些频率点显示出峰值。下图为一个典型的风机噪声频谱曲线。
风机噪声频谱
3. 空气净化器噪声控制设计方法
制氧机内部空间较为紧凑,同时风机的频谱范围较宽,因此需要根据风机运行时的噪声频谱特性,开展复合吸声材料设计,以满足在较薄的情况下得到较宽的吸声频带。再结合空气净化器的结构,开展消声通道的设计分析。
同时,如果对制氧机降噪量较大时,还需要净化器壳体的复合隔声设计。
后,对于制氧机内部振动较为**的部件,开展阻尼减振处理。
工程机械噪声控制
工程机械是我国装备工业的重要组成部分,它主要用于*建设工程、交通运输建设,能源工业建设和生产、矿山等原材料工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域。
随着工程机械行业的迅速发展,人们对于工程机械的舒适性和振动噪声控制的要求越来越严格。噪声的控制,不仅关系到乘坐舒适性,而且还关系到环境保护;过高的噪声既会损害驾驶员的听力,还会使驾驶员迅速疲劳,从而对工程机械的行驶作业安全性构成了较大的威胁。噪声控制也关系到工程机械工作的平顺性、耐久性和安全性。因此振动、噪声和舒适性这三者是密切相关的,既要减小振动,降低噪声,又要提高乘坐舒适性,保证产品的经济性,使工程机械的噪声控制在标准范围之内。进入21世纪后,提出了工程机械的环保技术和信息技术,使工程机械发展进入了新的发展阶段。和日本市场对工程机械的噪声实施了较加严格的要求,为配合**化战略,提升产品技术水平,进一步开拓**市场,研究工程机械的振动性能及其与内部噪声的关系对降低车辆内部噪声以及提高国产工程机械的竞争能力具有重要意义。
工程机械振动噪声源主要包含动力传动系统的振动噪声,发动机的机体振动、进排气噪声,车架振动以及蒙皮振动噪声等,这些噪声经空气和固体传播。其中,经由空气传播的噪声即空气声主要有发动机的表面辐射噪声、进排气噪声、风扇噪声、气体流动噪声等;而固体传播的噪声即固体声主要是动力传动系统的振动经车架、驾驶室地板及蒙皮产生的低、中频振动噪声。此外由于机械撞击、摩擦和机械载荷的作用,车内装备的运动部件也会产生振动发出噪声。压路机壁板、蒙皮主要是由薄钢板和玻璃板构成,其动态特性十分复杂,模态频率非常密集,声辐射效率也较高,其辐射噪声的频谱中具有明显的振动激励的频率特征,较容易与振动声源发生共振。如果辐射噪声传入密闭空间如驾驶室内,该噪声会在密闭空间内多次反射形成混响,声音将进一步提高,使车内声场接近于扩散声场,并可能产生空腔共鸣现象,所以车内噪声实为直达声与混响声叠加后的结果。相关研究结果表明,车身的结构、材料、形状、大小对车内噪声形成空腔共鸣现起着决定性作用,激励振动大小、振动传递系统的阻尼特性、车身内部吸声材料性质与厚度对车内空腔共鸣噪声峰值有重要影响。
工业电机噪声概述
电机噪声一般包括气动噪声、机械噪声和电磁噪声。电机的气动噪声主要是由于电机在运行时需要散热,而加装了散热风机所产生;电机机械噪声和电磁噪声主要是由于电机运行时由于电磁激励和机械旋转所产生的噪声。
对于下图所示的箱式大功率工业电机而言,当电机运行时由于电机外壳的密封作用,使得电机运行时电机冷却系统的风扇气动噪声比机械噪声和电磁噪声高,成为主要噪声源,同时过大的气动噪声还将引起电机的整体噪声**标。
电机噪声控制,电机降噪
2. 电机的振动噪声控制
风扇运行时的噪声主要包括两部分。首先是主要的气动噪声,为电机运行时产生的结构振动。因此具体的降噪方案主要是开展风路的消声处理,降低空气动力噪声;其次是针对结构辐射噪声进行阻尼减振处理,降低噪声的辐射。
电机噪声控制,电机降噪
乘用车声学开发是声学同步设计中,相对开展较多的工作。乘用车声学包开发主要包括以下内容:
1. 概念阶段
1.1 Benchmarking(定标)和目标值设定
1.1.1 对竞品车进行路试和整车空气传播噪声传递函数测试
1.1.2 对竞品车声学包进行技术分析和声学测试
1.1.3 为目标车选择声学包方案
1.1.4 设定整车目标值
噪声测试
2. 工程阶段
2.1 阻尼片仿真分析
2.1.1 测试阻尼材料阻尼性能
2.1.2 进行阻尼片仿真分析
2.2 声学包仿真与设计优化
2.2.1 对平板件进行吸声和隔声测试
2.2.2 材料测试、建模,用于仿真输入
2.2.3 声学包仿真分析与设计优化
2.3 SEA仿真分析
2.3.1 建立SEA模型
2.3.2 将内前围隔音垫、地毯等声学包零件部件集成到SEA模型中
2.3.3 基于目标车型的ATF性能,分解零部件目标值
2.3.4 基于分解出来的目标值,对零部件进行再次仿真分析和设计优化
噪声测试
3. 样件/样车阶段
3.1 隔声性能测试及前围区域设计优化
3.1.1 对内前围隔音垫和地毯隔音垫进行隔声测试
3.1.2 对前围区域各个开孔处进行隔音性能测试
3.1.3 对前围区域各个开孔处进行优化设计
3.2 声载荷测试及目标分解
3.2.1 声载荷测试
3.2.2 对状态的零部件进行声学测试和材料分析
3.2.3 较新并完成SEA模型,然后进行目标值分解
3.3 声学包设计优化并定型
3.3.1 根据新的零部件目标值,对声学包进行进一步的设计优化
3.3.2 对零部件进行吸声和隔声测试,加以验证
3.4 OTS样车验证
3.4.1 样车路试
3.4.2 样车空气传播噪声传递函数测试
3.4.3 通过手工样件对整车进行优化并验证
噪声测试,隔声测试
4. 量产前阶段
对样品车在量产前提供必要的NVH支持
南京同韵声学科技有限公司成立于2013年,主要是为各类工业设备和家用电器的噪声问题开展系统和完整的噪声控务,即针对各类产品的噪声,开展噪声测试分析,降噪方案设计,声学材料设计以及降噪方案实施和评价,系统完整的解决该产品的噪声问题。 公司目前已成立了一支由声学博士为**的技术研发队伍,已发表多篇学术论文和**申报。公司于2013年度获得南京*型科技创业计划,于2015年通过首届江苏省社会信用管理贯标验收。公司现与同济大学和*科技大学等相关院系建立了良好的合作关系。公司技术特点在于: 1)具备深厚的振动噪声理论和测试经验,可开展系统的噪声与振动控制理论和测试技术等培训。 2)具备大量的工业设备和家用电器等项目噪声控制经验。 3)具备吸声材料、隔声材料和阻尼材料的设计能力以及丰富的声学材料数据库。 4)已建成LMS 12+ 振动噪声掌上采集和分析系统、B&K PULSE 振动噪声采集和输出系统、B&K 声强探头、B&K 传声器校准系统和B&K PULSE振动噪声分析软件。