某小型液压挖掘机的风道优化与降噪

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1、学兔兔www.xuetutu.com试验·研究TestandReasearch某小型液压挖掘机的风道优化与降噪陆增俊’，俞松松21．东风柳州汽车有限公司；2．广西柳工机械股份有限公司摘要l提升液压挖掘机的散热能力与降低噪声之间相互矛盾、相互制约，是产品设计阶段的重点和难点。为了更高效地匹配散热系统，并尽可能地节能降噪，通过分析某小型液压挖掘机的噪声频谱，准确识别主噪声源，结合计算流体力学分析，对整车散热腔风道进行优化，最终在满足热平衡需求的前提下，使整机机外辐射噪声降低5．0dB(A)，冷却风扇转速降低4

2、00r／mIn，冷却风扇能耗降低40．9％。关键词：散热；噪声；风道；频谱；CFD风扇噪声是液压挖掘机的3大主噪声源之一【I】，且风为整机风道内各个部件的布置及相关参数的优化设计提扇消耗的功率达发动机输出功率的5912％闭，对整机风供依据，最终解决了限定换热器组体积及机外辐射噪声道进行优化匹配，提高风扇效率及热交换器的散热能力，条件下的散热问题。对提高整机作业效率及降低噪声具有十分重要的作用，这也成为现阶段小型液压挖掘机节能降耗的主要技术手1原机状况段。CFD(ComputationalFluidDyna

3、nics，计算流体动力学)1．1机外辐射噪声技术可为整机风道设计指明方向，无需通过频繁地更换对某小型液压挖掘机进行机外辐射噪声测试时，整换热器来满足整机散热需求，大大缩短产品研发周期131，机6个测点的位置及坐标值见图1和表1，对应所测得的近年来，已被广泛应用于汽车行业，但在工程机械领域的频谱如图2所示，可知整机右侧的辐射噪声明显大于左应用尚处于起步阶段，多用于对各部件进行单独分析H，侧。为了验证装在右侧的风扇为整机主噪声源之一，将风对整机进行风道分析及优化的并不多见。扇拆除后(其他不变)进行再次测试，得

4、到图3所示噪声本文结合某小型液压挖掘机整机噪声频谱特性及频谱。由图3可知，风扇拆除后，右后测点噪声下降约3．4CFD技术，根据CFD计算结果、热平衡及噪声测试结果，dB(A)，整机噪声下降高达约6．0cm(A)，故风扇为整机的作者简介：陆增俊(1986一)，男，壮族，广西崇左人，助理工程师，学士，研究方向：NVH，CFD及热管理。36f缸俄J2D'47学兔兔www.xuetutu.com杠械第45卷l第7期总第489期^《一∞p，繇救表1测点位置及坐标值m测点测点位置yZ1左前-7．0-7．01．52左高

5、空2．7-6．57．13左后7．0-7．01．54右后7．07．01．55右高空-2．76．57．16右前-7．07．01．5图1半球面上的测点布置85857575656535．48801252003l55008oo16OO8912．51AL频率／Hz图2机外辐射噪声1／3倍频图主噪声源之一。卵广一风扇的转速比；1．2频谱分析z广风扇叶片数。风扇噪声主要由旋转噪声和涡流噪声组成[51，前者是根据某小型液压挖掘机相关参数，由式(1)计算可窄带噪声，后者是宽带噪声。旋转噪声主要体现在谐波频得，风扇谐波的一、二

6、阶噪声频率分别为400Hz和800率的一、二阶噪声上，即由风扇叶片周期性切割空气引Hz。而由图2可知，整机的主噪声频率为315Hz，由此可起，风扇谐波频率计算式如下：判断整机的主噪声源之一为风扇涡流噪声。·1。3热平衡测试i(1)UU风扇旋转噪声与转速的10次方成正比，涡流噪声与式中：——谐波次数，i=1，2，3，4⋯；转速的5～6次方成正比，风扇能耗与转速的3次方成正n——发动机转速，r／min；20147l工稚栈l37学兔兔www.xuetutu.com试验-研究TestandReasearch8。曩

7、35．488012520031550o800l25025008912．51AL频率／Hz图3拆除风扇前后1／3倍频对比图1：L[61。因此，在散热系统散热能力足够或仍有较大余量时，84．8oC，整机可满足热平衡条件(水温低于100℃，油温尽可能地降低风扇转速，是实现降噪、降风扇能耗最直接低于85。c)，但余量不大，无法直接通过降低风扇转速来龇—H王Io()．宴0_【』】o．0一∞有效的方法。实现降噪、降风扇能耗的目的。图4为某小型液压挖掘机的实测热平衡曲线。由图4整机的主噪声源之一为风扇的涡流噪声，说明机

8、腔可知在环境温度为29．2℃，风扇转速为2610r／min时，(散热腔)内部空气流场十分混乱，因此，合理地匹配风水散热平衡温度为81℃，油散热平衡温度为69℃，换算扇，优化整机风道成为节能降噪的关键。到极限环境温度(45oC)下，水温约为96．8℃，油温约为测试风扇转速．2610r，nliT1一环境温度一29．6cI【：858075霎6706o55测试风扇转速-I2610r／min一环境温度一29．67065廷60题55504