压缩机噪声控制机构 降噪

海洋船舶噪声概况
船舶噪声属于较为严重的噪声污染问题，船上噪声不仅会影响船员的工作和生活，同时长期处在噪声环境下，也会严重影响船员的身体健康。另一方面，过大的噪声还会导致船用设备声疲劳损坏从而缩短船舶使用寿命。随着船舶大型化的发展，动力设备导致的噪声问题日益严重，再加上人们对船舶舒适性要求的不断提高，实现船舶低噪声指标逐渐成为船舶高质量高性能的标志。
为此，**海事组织(IMO)与设备会(DE)对船舶噪声提出了新的要求。经过国内外学者的不断努力和研究，《船上噪声等级规则》终于在2012年5月份被**海上安全会*90次会议批准。该规则是一个**性的通用规则，规定了具体的船型、船上不同部位的极限噪声值，船体主要部位的隔声指标，以及的船上噪声测量方法。**海事组织随后批准了该准则，对新建船舶应当符合该规则的要求，减少船上噪声对船上人员的影响。
《船上噪声等级规则》规定了可接受的噪声声压级，并详细规定了船舶噪声测量的方法、测量人员的。总体来说相比以前的噪声标准要求要严格很多。新的船舶噪声等级规则，对万吨以上的船要求相对较高，在船上的居住、餐饮、部位的噪声限制值要比原标准下降5dB(A)。除此之外还增加了舱门走道处的隔声要求，对舱室和舱室之间的隔声要求提高计权指数5dB(A)。目前，CCS已于2013年4月26日发表关于实施船上噪声等级规则的通知，并于同年9月发布《船舶噪声检测指南》。新的噪声等级规则和噪声检测指南对噪声提出高标准严要求。表1.1给出了IMO、国外几个主要船级社以及CCS对船舶各个区域噪声限值的要求。
表1.1 各国船舶噪声标准对比 dB(A)
船舶声学设计
图1为对某海洋船舶，其1楼为甲板层，1~4楼为各类舱室，船舶主机置于负二楼，我们对其各个舱室进行了噪声测试。测试所用传声器为GRAS 1/2 英寸标准传声器，采集系统为LMS 12+ 通道振动噪声分析系统；测量方法和船舶行驶工况按照IMO的要求进行。
船舶声学设计
从实际测试结果来看，该船舶一楼噪声，特别是医务室噪声**标比较严重。这主要是由于一楼紧邻下面的船舶主机；而医务室由于进出位置需要方便，它与主机之间的距离反而近所致。该船舶舱室中，比较好满足IMO要求的是三楼和四楼的船长和大副等少数舱室。整体而言，噪声**标舱室是比较多的。
因此一旦IMO要求严格执行，就会对我国船舶企业造成重大影响。船企要想满足新标准或船东以及船舶出口的要求，就必须在船舶设计的早期阶段就考虑到声学要求，并将噪声控制理念贯穿于整个船舶的设计、建造和管理工作中，变被动降噪为主动控噪，这样不仅节省了开支，也可以获得较大降低噪声的效果。研究表明在船舶设计的早阶段就要考虑声学方面的要求，相关工作的费用仅占首制船建造总费用的2.5%；而在已建造的这种级别的船上，要将空气噪声级降至规范标准以下所需的费用约为该船建造总费用的9%。
2 船舶舱室设计研究方法
船舶声学设计的主要目标包括两个方面，即：
A. 对于某型船，在标准工况运行时以及确定船内各部分构造确定的条件下，可以预测船舶各个区域的声学性能。
B. 对于某型船，在标准工况运行时，如何设计船舶各个部分的声学结构，以满足船舶各个部分的声学指标。
由于船舶结构较大，开展整船实验测试显得较为困难，因此目前国内很多学者对船舶舱室的研究方法是仿真分析方法，即采用统计能量法预测各个舱室噪声。
通常而言，造成船舶舱室噪声主要原因还是主机和空调噪声。实测过程中，距离主机较近的舱室，其**标就较为严重，而高层舱室整体噪声则**低层舱室。因此开展船舶噪声测试可采用以下途径：
A.测量船舶各个设备（如主机、辅机等）在不同工况/功率下的声功率和噪声频谱特性；并建立经验公式。
B.测量这些设备到邻近舱室的噪声传递特性和相应的经验公式。
上述船舶局部噪声测试由于空间范围较小，因此可以获得较为的实验测试结果；从而得到舱室噪声的主要传递路径，从而可以有效的得到相关舱室的噪声控制方法。
3 船舶声学设计内容
3.1 目标值设定
在该阶段，根据产品设计任务书（其中应给出船舶型号、航区、设计性能指标、使用要求和船上可能采用的主要设备和推进系统），结合现有同类型船舶的声学参数，确定船舶各个区域的噪声值。
3.2 工程设计阶段
根据船舶各个声学目标值，确定该船舶各个设备的噪声值，安装/布置形式；估算行驶中的噪声特性，并设计船舶内各个舱室设备的安装条件、结构尺寸以及船舶内舱室声学构件的声学性能和布置。主要包括：
A. 选择和确定合适的主机，满足船舶动力和噪声声功率要求；并确定主机的安装形式。
B. 选择和确定合适的辅机，满足船舶行驶和辐射噪声要求；并确定其安装方式。
C. 设计船舶内各空调管路安装方式和消声结构。
D. 选择和确定合适的螺旋桨，满足船舶推进和辐射噪声要求；并确定安装方式和安装位置/数量。
E. 确定船舶内各个舱室的布置形式和尺寸结构，如主机室，各个辅机安装舱室，各个工作舱室以及船舶内各个居住室的布局；各个舱室的尺寸结构。
F. 确定各个主机室、辅机室的吸声和隔声设计方案。
G. 确定各个舱室，如工作室（如驾驶室、办公室、厨房等）和居住室的吸声、隔声和阻尼设计方案。
H.  对船舶内其他舱室（如有，例如酒吧、会议室、音乐或放映厅）等舱室进行声学设计。
3.3 样船的声学实施阶段
根据上述声学设计，开展船舶内各个设备的声功率测试、安装实施，满足上述声学要求的各个设备的声学安装以及开展满足上述声学要求的船舶各个舱室的构件安装。
3.4 实船验证工作
实际测试该船舶标准工况下，船舶各个区域的噪声分布，评价各个舱室是否满足初船舶噪声设计值得要求。
4　复合吸声结构的声学设计
传递到舱室噪声主要包含三条途径，首先是外部各种噪声通过空气-舱室壁板-舱室；其次是各种结构噪声通过舱室构件直接传递到舱室；*三则是空调噪声通过空调管路传递到舱室。下面介绍船舶舱室这三种噪声的控制方法和同韵声学在这方面的技术经验。
空调噪声的频谱范围较宽，因此需要设计相应的宽频吸声材料以满足空调管路的消声要求。而多孔吸声材料高频吸声性能较为良好，但如果要提升其低频吸声性能，就需要增加材料厚度，这一方面提高了成本；同时也会大大增加空调管路的横向尺寸，这在实际应用中也是受限的。而共振吸声结构往往只是在其共振频率处具有较大的吸声性能，其吸声频带较窄，往往也不能满足实际要求。因此需要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。
舱室内噪声很大一部分是通过空气-舱室构件传递过来的。有效降低这部分噪声贡献的方法首先是提升舱室构件的隔声量，同时增强舱室连接，门窗的漏声。由声学理论可知，对于均匀单层构件而言，其隔声量受制于质量定理，即通常情况下，质量或厚度增加一倍，隔声量提高6dB。因此工程实际中，往往采用复合三明治隔声结构，即在两层固体板件中，加入一定厚度的吸声材料。这时需要开展复合隔声设计。
对于结构振动沿船舶舱室构件船舶，并直接辐射到舱室的噪声，一般采用阻尼减振的办法加以控制。附加阻尼结构主要包括自由阻尼结构和约束阻尼结构。实际阻尼处理时，需要根据阻尼处理方式和结构振动特性开展优化设计，即局部阻尼处理。在局部阻尼处理时自由阻尼处理，应选择应变处，而对于约束阻尼处理，则应选择弯矩处进行。

空调噪声控制
空调一般分为商用空调和家用空调。商用空调和家用空调噪声虽然都主要包括管道噪声；进、出风噪声；压缩机噪声等。但由于商用空调和家用空调的使用环境不同，例如对于家用空调而言，需要重点考虑空调噪声对睡眠的影响；因此一般家用空调噪声值通常需要设计在一个较低的要求，从而使得二者噪声控制的目标不同。
对商用空调而言，由于其风量较大，因此在实际工程设计中应当从空调管路、风机等设备设置的位置及选型、风管系统设计的优化、设备的安装减振及管道隔振三方面着手，对空调机组设备进行消声、隔离、减振，从而使得建筑周边及使用房间噪声达到规范规定要求，并有效降低空调设备的噪声值。
同时由于变频空调相对传统空调而言，其舒适度大大提高，并具有节能等优点，因此未来空调的发展将以变频空调为主。在变频空调中，采用了变频器以控制和调整压缩机转速，使得压缩机激励频率产生相应的变化，因此在变频空调中，往往会在某些转速上，激励力的频率与压缩机或压缩机周边器件固有频率一致，从而产生共振，使得压缩机在某些频率上存在结构共振并辐射较大的噪声。
因此对空调主机噪声控制主要是针对压缩机的工作频率范围所辐射的噪声特性开展噪声控制。同时采用声源识别技术分析管道噪声泄露部分进行相应的密封处理。

高速列车室内噪声环境是决定乘客舒适度的重要因素之一。高速列车车内噪声源很多，主要的是轮轨噪声和气动噪声。高速列车运行时客室内噪声特性的测试结果表明：客室内低频噪声**。为改善高速列车的舒适性能，将车内噪声控制在乘客可以接受的范围之内已越来越受到重视。
1. 车内阻尼优化设计
轮轨噪声属于结构噪声，提高构件本身的振动衰减性能的一个重要方法是在构件上贴附粘弹性阻尼层。当阻尼材料与振动构件合成一个整体后，结构受外界激励而产生振动时，由于阻尼的作用，系统的一部分振动能量转变为热能，从而抑制系统的振动。当激励力补充的能量与损耗能量相等时，系统达到稳态振动。因此增加阻尼可以有效减小稳态振动的幅度，同时当结构表面振动幅度减小后，其辐射的噪声一般也随之减小，从而实现减振降噪。阻尼结构一般分为自由阻尼处理和约束阻尼处理。约束阻尼处理由于其衰减振动的能力强，而广泛应用于工程实际中。实际阻尼处理时，需要根据阻尼处理方式和结构振动特性开展优化设计，即局部阻尼处理。在局部阻尼处理时，应选择应变处，而对于约束阻尼处理，则应选择弯矩处进行。
声学设计
高速动车组阻尼优化设计分析
2. 转向架和受电弓噪声分析
高速列车气动噪声以速度的6次方左右快速增长，且列车行驶速度**过260Km/h 后气动噪声源将取代轮轨噪声成为主要噪声源，这意味着高速动车主要噪声源自于气动噪声。而转向架以及受电弓是产生气动噪声的主要部位。目前主要是针对这两个结构开展气动噪声分析，从而对它们结构进行相应的优化设计。
3. 列车吸隔声设计
列车内噪声很大一部分是转向架或受电弓产生的气动噪声通过空气-车壁板传递过来的。有效降低这部分噪声贡献的方法首先是提升列车车体的隔声量。由声学理论可知，对于均匀单层构件而言，其隔声量受制于质量定理，即通常情况下，质量或厚度增加一倍，隔声量提高6dB。因此工程实际中，往往采用复合三明治隔声结构，即在两层固体板件中，加入一定厚度的吸声材料。这时需要开展复合隔声设计。
车内吸声设计一般是比较简单的，由于车内座椅较多，因此一般车内吸声量是较为足够的。为了进一步提升车内舒适度，车内吸声一般只需要考虑车内空调噪声。空调噪声的频谱范围较宽，因此需要设计相应的宽频吸声材料以满足空调管路的消声要求。而多孔吸声材料高频吸声性能较为良好，但如果要提升其低频吸声性能，就需要增加材料厚度，这一方面提高了成本；同时也会大大增加空调管路的横向尺寸，这在实际应用中也是受限的。而共振吸声结构往往只是在其共振频率处具有较大的吸声性能，其吸声频带较窄，往往也不能满足实际要求。因此需要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。

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。