周旭暉

（常柴股份有限公司，江蘇常州　213002）

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單缸柴油機試車線降噪技改設計與實施

周旭暉

（常柴股份有限公司，江蘇常州213002）

摘要：在單缸柴油機生產(chǎn)中，環(huán)形試車線形式因其具有較高的生產(chǎn)效率和良好的經(jīng)濟性而被廣泛采用，但操作工人長期處于高噪音的環(huán)境中對身體具有危害性。通過對試車區(qū)域分區(qū)隔斷降噪處理技改方案的實施，使得試車噪音得到了極大的下降，并使試車周邊的環(huán)境噪音指標符合工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準，從而確保了工人的職業(yè)健康。

關鍵詞：柴油機制造；環(huán)形試車線；降噪技改

噪聲的危害與降噪的必要性

柴油機生產(chǎn)企業(yè)的試車車間，是一個高噪聲區(qū)。人們在較強噪聲環(huán)境下暴露一定時間后，會出現(xiàn)聽力下降。長期接觸80dB（A）以上噪聲，聽力就有可能受損害;在大于90dB（A）的環(huán)境中工作10年將有20%的人出現(xiàn)耳聾，而大于95dB（A）耳聾的比例將超過20%。人從高噪聲環(huán)境回到安靜場所停留一段時間后聽力還能恢復，叫暫時性聽閥偏移，也叫聽覺疲勞。但長年累月地在強噪聲環(huán)境中工作，長期不斷地受高強度噪聲刺激，聽覺就不能復原。內(nèi)耳感覺器官會發(fā)生器質(zhì)性病變，導致所謂噪聲性耳聾或永久性聽力損失。噪聲不光影響工人的聽覺系統(tǒng)，而且對心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和其他臟器也有影響及危害。如神經(jīng)系統(tǒng)方面，神經(jīng)衰弱癥是最明顯的癥狀，噪聲引起失眠、疲勞、頭暈、頭痛、記憶力減退等癥狀。噪聲引起的心理影響，主要是使人煩惱、激動、易怒。

因此，對柴油機調(diào)試試車車間進行降噪設計或降噪改造是非常必要的，以確保工人的職業(yè)健康。

2　　柴油機試車線現(xiàn)場噪音源分析與測量

（1）噪聲源分析。試車生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)噪聲源為柴油機，其因測試要求而連續(xù)地工作也就持續(xù)地產(chǎn)生噪音。柴油機的噪聲由排氣噪聲、進氣噪聲、燃燒噪聲、機械噪聲等組成。噪聲的產(chǎn)生機理大致如下：①排氣噪聲是由高壓燃燒氣體排除的壓力脈動氣流以及在排氣管中向大氣高速排放時的強烈壓力波所引力的，是柴油機器聲中最強的噪聲。②進氣噪聲在總噪聲中占有較重要分量，比排氣噪聲略低。進氣噪聲與進氣管的長度，氣缸蓋的尺寸，空氣過濾器有關。③燃燒噪聲是柴油機吸入空氣的噴射燃油后的一段時間內(nèi)燃料迅速燃燒并釋放大量熱量。由此使氣缸的壓力急劇升高，沖擊燃燒室的氣缸蓋、活塞和曲軸等，激發(fā)強烈的振動，而通過機體表面輻射產(chǎn)生的聲音。④機械噪聲是柴油機每一工作循環(huán)中，部件運動所發(fā)生的機械碰撞，所激起結構振動而發(fā)出的噪聲。

（2）試車線現(xiàn)降噪條件與效果分析。常柴公司單缸機廠現(xiàn)有多條如圖1所示環(huán)形試車生產(chǎn)線，試車線矩形車間內(nèi)墻體表面做了簡單的聲學處理，采用了木質(zhì)吸音板，但壁面多數(shù)還是一些硬質(zhì)緊密的材料，如玻璃面、鋼板面、水泥地等，這些材料與空氣的特征阻抗性相差很大，很容易產(chǎn)生聲波的反射和透射。柴油機聲源向空氣輻射傳播時，接收者聽到的噪聲由直接傳播的直達聲，以及一次和多次反射造成的混響聲。由于直達聲和混響聲的疊加，增加了接收者聽到噪聲強度，同一噪聲源設備，在室內(nèi)和室外（實際噪聲值相同），但感觀噪聲值在室內(nèi)比室外噪聲值高很多，這都是聲音混響疊加造成的。

圖1　環(huán)形試車生產(chǎn)線示意圖

（3）試車線現(xiàn)場噪聲值測量。改造前，對試車線測試工作現(xiàn)場進行了噪聲測試，在進行某機型測試時的現(xiàn)場噪音測量值如表1所示（測試點的位置示意如圖1所示）。從表1結果可以看出，柴油機滿負荷時噪聲最高達到114dB（A），柴油機停車區(qū)域噪聲100～103dB（A），柴機起動區(qū)噪音在104dB（A）左右，且現(xiàn)場聲音混響較為嚴重。

表1　試車線在進行某機型測試時現(xiàn)場噪音測量值單位：dB（A）

3　　技術改造方案及設計

要想降低現(xiàn)有產(chǎn)品噪聲源的噪音，即降低單缸柴油機工作時發(fā)出的噪音，需要對產(chǎn)品進行設計更改甚至更新?lián)Q代，難度很大。所以我們從改善測試工作環(huán)境的角度，通過技術改造，可以較快地取得改善工作環(huán)境、達到降低工作環(huán)境噪聲的目的。確定技改方案原則是，經(jīng)噪聲治理后，員工上線操作區(qū)及柴油機停車區(qū)外噪聲不高于82分貝，以達到《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準》。同時要滿足生產(chǎn)流程的需要，不破壞整體的工藝流程走向。為此主要采取的措施是對原整體開放式的試車區(qū)域進行分區(qū)隔斷，局部治理，總體下降噪聲水平，確保周邊工作環(huán)境合格。

（1）試車區(qū)域墻體降噪吸聲結構設計及材料選擇。在墻體上采用鋼骨架，表面覆蓋鋼板網(wǎng)及容重分別為24kg/m3、48kg/m3吸聲材料，最后墻體外表采用￠2孔的鋁制穿孔板，既有利于吸聲降噪，也利于日常的清潔保養(yǎng)。墻面吸聲結構示意圖如圖2所示。

圖2　墻面吸聲結構示意圖

（2）分小單元隔斷設計?？傮w平面區(qū)域方向在柴油機起動區(qū)及柴油機停機區(qū)設置高3m、寬5.2m隔聲隔斷6堵，形成獨立隔斷空間，隔聲隔斷厚150mm，結構為：鋁質(zhì)壓條+鋁質(zhì)吸聲孔板+防油煙層+防塵層+100mm厚吸聲填料層+吸聲框架+隔聲框架+阻尼層+外層隔聲穿孔板，為方便操作及觀察，并設有隔聲觀察窗及隔聲門扇。試車區(qū)域柴油機起動區(qū)及停機區(qū)的隔斷平面示意圖如圖3所示。柴油機起動區(qū)設置長9m，寬2.5m，高2.5m，柴油機停機區(qū)設置長5m，寬2.5m，高2.5m隔聲降噪通道（部分可拆卸），以使柴油機調(diào)試檢測噪聲影響上線處及停車區(qū)外噪聲82dB（A）以下，隔聲降噪通道設置上述隔聲隔斷后在靠生產(chǎn)線面再掛制吸聲尖劈，以最大限度吸收噪聲傳播。

圖3　柴油機起動區(qū)及停機區(qū)的隔斷平面示意圖

（3）試車線車間墻體設計。試車線車間墻體及頂面設置長35m、寬12m、高3m、厚100mm吸聲墻體，緊貼車間原有墻體，頂部加裝吊徑龍骨，吸聲墻體縱向結構示意圖如圖4所示，東面隔聲墻安裝2.5m×1.5m隔聲窗，隔聲室頂承受設備、維修人員行走等重量強度，隔聲室頂承受7#風機搬運維修承重。

圖4　吸聲墻體縱向結構示意圖

（4）吸音隔斷墻設計。由于柴油機一直在生產(chǎn)線上循環(huán)運轉，所以隔音室需預留出柴油機的進出通道，從而破壞了隔音室的密封性，使得隔音室的隔音效果降低，為了達到降噪的要求，在隔音室內(nèi)部做吸音隔斷墻，吸音隔斷墻的結構為：1mm厚鋁穿孔護面吸聲板+50mm厚吸聲棉+鋼結構骨架+1mm厚鋁穿孔護面吸聲板。因為柴油機起動時的突發(fā)噪音值比較高，所以在柴油機起動區(qū)做二道吸聲隔斷墻，在另一側柴油機停車區(qū)做一道吸音隔斷墻即可，這樣就把2個聯(lián)通的隔音室分為了3個部分，柴油機起動區(qū)，運行區(qū)和停車區(qū)。最后在靠近隔音室前端的柴油機生產(chǎn)線通道口做隔音降噪通道，降低通道中傳出的噪聲。隔音降噪通道由輕質(zhì)復合壁板和吸聲尖劈組成，輕質(zhì)復合壁板的結構為：1mm厚鋁穿孔護面吸聲板+100mm厚吸聲棉+鋼結構骨架+2mm厚鍍鋅板。吸聲尖劈內(nèi)置40K離心玻璃棉，外覆吸音阻燃護面布，里面的骨架進行噴塑處理。

（5）通風和照明系統(tǒng)設計。為了保證隔音室內(nèi)的空氣流通和照明情況，隔音室內(nèi)應配備通風系統(tǒng)和照明系統(tǒng)；采取機械排風和自然進風的通風方式來增加隔音室內(nèi)的空氣流通量，排風口和進風口分別安裝排風消聲器和進風消聲百葉，有效地降低室內(nèi)通過空氣流通向室外排出的噪聲。室內(nèi)均布節(jié)能照明燈來增加室內(nèi)的可見度。試車室內(nèi)通風降溫進風可安裝進風消聲百葉窗，排風采用排風風機，配排風消聲器，滿足試車間進排風要求。照明采用22組2×40W及85W燈具，配置部分單相及三相插座，控制線路穿管及控制箱均采用暗敷。外側安裝維修護梯，試車區(qū)域內(nèi)員工夏天降溫采用現(xiàn)有墻體風扇并對線路進行改進。

4　改進設計后的效果及結果

改造前后的現(xiàn)場情況如圖5、圖6所示，對現(xiàn)場相應的測試點進行了噪聲水平測試數(shù)據(jù)列表2。

圖5　試車區(qū)域改造前

圖6　試車區(qū)域改造后

表2　改造后試車現(xiàn)場的噪聲值　單位：dB（A）

注：1、測試柴油機型號為L24；

2、測試儀器為丹麥B＆K2230型聲級計。

經(jīng)技改治理后，柴油機上線處、停車區(qū)隔音墻外1m× 1m×0.25m處，噪聲82dB（A）以下，從而使得在該區(qū)域操作的大多數(shù)員工工作環(huán)境滿足了《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準》的要求。而在測試直接接觸柴油機區(qū)域的少量幾個操作工，則通過生產(chǎn)安排，采用間歇式輪崗的方式，大大降低他們接觸高噪聲工作環(huán)境的時間，從而降低噪聲對人體產(chǎn)生的危害，使得降噪技改取得滿意的預想效果。

噪聲對人體的危害是經(jīng)科學證明了的事實，但由于我們生產(chǎn)的需要及技術水平的相對落后，既不能立刻淘汰目前廣泛使用的單缸柴油機產(chǎn)品，也不太可能對生產(chǎn)環(huán)境進行大規(guī)模的重建。于是，在符合法律規(guī)定要求及滿足員工的勞動保護要求的前題下，通過不淘汰市場需要的產(chǎn)品，又不大規(guī)模的重新翻建，通過適量資金投入進行技改，降低工作環(huán)境的噪音并通過合理的生產(chǎn)安排，從而降低噪聲對勞動者產(chǎn)生的危害，是具有積極而現(xiàn)實的意義的。

The Design and Implementation of Noise Reduction Technology of Single Cylinder Diesel Engine Ring Test Line

ZHOU Xu-hui
（Changchai Co.，LTD.，Changzhou，Jiangsu 213002，China）

Abstract:In single cylinder diesel engine production，because of high efficiency and economic feature，circular test line form is widely used，whereas being in a high noise environment for a long time can seriously damage the operating workers' health. Through the implementation of test area partition noise reduction processing scheme，noise has been greatly decreased，and the ambient noise surrounding industrial enterprise is made to conform to health standard to ensure workers' health.

Key words:diesel engine manufacturing；ring test line；noise reduction technology

作者簡介：周旭暉，男，大學本科，工程師。

收稿日期：2015-01-16

中圖分類號：TK427

文獻標識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）01-0017-03