CN112519893A - 一种隔声发动机机罩及隔声方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔声发动机机罩，包括外罩板、内板以及隔声本体，所述隔声本体设置于外罩板和内板之间；所述隔声本体上设有若干孔腔，在孔腔内设有隔声板，在外罩板和内板上分别设有位置与孔腔对应的内气孔和外气孔，本发明能够实现对发动机噪声的有效隔绝，降低工程机械的工作噪声。
Description
技术领域
本发明属于工程机械降噪技术领域，尤其涉及一种隔声发动机机罩及隔声方法。
背景技术
滑移装载机亦称多功能工程车，是一种利用两侧车轮线速度差而实现滑移转向的工程机械。滑移装载机结构紧凑，动作灵活；可于作业现场快速更换或挂接各种工作装置，以适应不同的工作环境和作业内容；适用于基础设施建设、建筑工地、厂房车间、仓库、码头、轮船甲板甚至船舱内等场地狭窄、作业内容频繁变换的场合。其动力舱结构紧凑，工作时发动机散热需求高、辐射噪声高；噪声是仅次于水和空气污染的第三大污染源，噪声环境会对施工人员的身体机能产生一定的影响，也会对施工场地附近居民的日常生活和身体健康产生影响，同时随着国内外噪声限值标准法规的日益严格与完善，噪声水平也已成为工程机械产品的重要性能指标。
发动机噪声是工程机械的主要噪声源，不同工程机械产品发动机的主要工作转速不同，同一工程机械产品在不同工况下发动机转速也不同，导致噪声的峰值频率不同，目前工程机械常用的发动机机罩为带有通风孔的金属板件，为了满足散热通常开孔比较多，造成发动机噪声和动力舱混响噪声大量泄漏，隔声效果差且隔声频率固定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隔声发动机机罩，能够用于实现对发动机噪声的有效隔绝，降低工程机械的工作噪声。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，提供了一种隔声发动机机罩，包括：外罩板、内板以及隔声本体，所述隔声本体设置于外罩板和内板之间；所述隔声本体上设有若干孔腔，在孔腔内设有隔声板，在外罩板和内板上分别设有位置与孔腔对应的内气孔和外气孔。
结合第一方面，进一步的，所述隔声本体面向内板的一面两侧设有第一滑轨，面向外罩板的一面两侧设有第二滑槽，内板上设有与第一滑轨对应的第一滑槽，外罩板上设有与第二滑槽对应的第二滑轨；在外罩板上设有用于驱动隔声本体上下移动的第一位移调节装置，在隔声本体上设有用于驱动内板上下移动的第二位移调节装置。
结合第一方面，进一步的，所述第一位移调节装置设置于外罩板的一侧，第二位移调节装置设置于内板远离第一位移调节装置的一侧。
结合第一方面，进一步的，所述第一位移调节装置采用丝杠，该丝杠固定在外罩板上，丝杠的螺帽上设有连接板，连接板与隔声本体固定连接；所述第二位移调节装置采用与第一位移调节装置结构相同的丝杠，该丝杠固定在隔声本体上，其螺帽上也设有连接板，该连接板与内板固定连接。
结合第一方面，进一步的，还包括用于采集动力仓噪音的传声器，在隔声本体上设有第一位移传感器，在内板上设有第二位移传感器。
结合第一方面，进一步的，所述隔声板包括第一隔声板和第二隔声板，第一隔声板和第二隔声板在孔腔内交错设置，第一隔声板与外罩板保持一定距离，第一隔声板一端与孔腔侧壁连接，另一端在垂直于外气孔方向投影超过外气孔的边缘但不与孔腔侧壁接触，第二隔声板一端和侧壁连接，另一端在垂直于内气孔方向上的投影超过内气孔的边缘但不与孔腔侧壁接触，第一隔声板和第二隔声板之间保有间距。
结合第一方面，进一步的，所述孔腔在隔声本体上呈矩阵排列。
结合第一方面，进一步的，所述外罩板的四边均向内折弯，将内板以及隔声本体罩住。
结合第一方面，进一步的，所述内气孔和外气孔的截面积要小于孔腔截面积的十分之一。
第二方， 提供了一种隔声发动机机罩的隔声方法，包括：
当发动机工作时，传声器采集动力舱内的噪声信号并将其传送至控制器；
控制器对噪声信号进行分析，识别噪声信号的峰值频率；
当噪声信号只有一个峰值频率的时候（即该峰值频率对应幅度明显高于其他，超过10dB），则通过控制第一位移调节装置和第二位移调节装置调整第一谐振腔和第二谐振腔大小，使得第一谐振腔和第二谐振腔的谐振频率都等于峰值频率；
当噪声信号中有两个峰值频率的时候，若两个峰值频率对应的噪声幅值相差不超过阈值(6dB)，则控制第一位移调节装置和第二位移调节装置调整第一谐振腔和第二谐振腔大小，使得第一谐振腔和第二谐振腔的谐振频率分别等于两个噪声频率；若两个峰值频率对应的噪声幅值相差超过阈值，则控制第一位移调节装置和第二位移调节装置调整第一谐振腔和第二谐振腔大小，使得第一谐振腔和第二谐振腔的谐振频率等于幅值较大的那个噪声频率。
有益技术效果：本发明通过在发动机机罩外罩板和内板的之间设置中间隔声本体，隔声本体将外罩板和内板中间的空气分割成多个孔腔，每个孔腔又被两个隔声板分割成多个谐振腔，通过谐振腔的作用可以隔绝特定频率范围的噪音，同时也延长了噪声传播的路径。同时，控制器根据噪声信号计算出所需的谐振腔容积，发出指令使得中间隔声装置和内板可分别在第一位移调节装置和第二位移调节装置的作用下上下移动，改变谐振腔的容积，实现隔声频率针对不同工况的自适应调节。降低机外工作噪声，减少环境噪声污染。
附图说明
图1为本发明安装在工程机械上的示意图；
图2为本发明的机构示意图；
图3为本发明外罩板的结构示意图；
图4为本发明内板结构示意图；
图5为本发明中隔声本体的结构示意图；
图6为本发明的剖视图；
图7为本发明中位移调节装置的结构示意图；
图8为本发明控制原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-8所示，本发明提供了一种隔声发动机机罩，如图1所示，包括：外罩板1、内板2以及隔声本体3、第一位移调节装置5以及第二位移调节装置6、第一位移传感器7、第二位移传感器8以及控制器9。
所述隔声本体3设置于外罩板1和内板2之间；所述隔声本体3上设有若干孔腔33，在孔腔33内设有隔声板，在外罩板1和内板2上分别设有位置与孔腔对应的内气孔21和外气孔11。所述内气孔和外气孔的截面积要小于孔腔截面积的十分之一。所述孔腔在隔声本体上呈矩阵排列。
所述隔声板包括第一隔声板331和第二隔声板332，第一隔声板331和第二隔声板332在孔腔33内竖直方向上交错设置，第一隔声板331与外罩板1保持一定距离，第一隔声板331一端和孔腔侧壁连接，另一端在垂直于外气孔方向上的投影超过外气孔11的边缘但不与孔腔33侧壁接触，第二隔声板332一端和孔腔侧壁连接，另一端在垂直于内气孔方向上的投影超过内气孔21的边缘但不与孔腔33侧壁接触，第一隔声板和第二隔声板之间保有间距。从外气孔11靠近第一隔声板331的边缘最下端到同侧孔腔边缘的外罩板壁、孔腔侧壁以及第一隔声板331之间形成第一谐振腔333；同理，从内气孔21靠近第二隔声板332的边缘最下端到同侧孔腔边缘的外罩板壁、孔腔侧壁以及第二隔声板332之间形成第二谐振腔335。
所述隔声本体3面向内板2的一面两侧设有第一滑轨31，面向外罩板的一面两侧设有第二滑槽32，内板2上设有与第一滑轨31对应的第一滑槽22，外罩板1上设有与第二滑槽32对应的第二滑轨13；在外罩板1上设有用于驱动隔声本体1上下移动的第一位移调节装置5，在隔声本体3上设有用于驱动内板2上下移动的第二位移调节装置6。
所述内板2和隔声本体3水平方向上相互错开一些，第一位移调节装置设置于外罩板的一侧，第二位移调节装置设置于内板远离第一位移调节装置的一侧。
所述第一位移调节装置5采用丝杠，其固定在外罩板1上，包括电机51、支撑座52、丝杠杆53、螺帽54、连接板55。所述连接板55与隔声本体3通过螺栓连接，所述丝杠杆53一端与电机51连接，另一端与支撑座52连接，所述螺帽54滑动设置在所述丝杠53上，所述电机51可通过丝杠杆53带动螺帽54移动，通过连接板55带动隔声本体3通过滑轨13与所述外罩板1产生相对位移。
所述第二位移调节装置6与第一位移调节装置结构相同，其固定在隔声本体3上，包括电机61、支撑座62、丝杠63、螺帽64、连接板65。所述连接板65与内板2通过螺栓连接，所述丝杠63一端与电机61连接，另一端固定在支撑座62上，所述螺帽64固定在所述丝杠63上，所述电机61可通过丝杠63带动螺帽64移动，通过连接板65带动内板2通过滑轨31与所述隔声本体3产生相对位移。
所述外罩板1的四边均向内折弯，将内板2以及隔声本3体罩住。
该发动机罩A2通过螺栓以及外罩板1四角的通孔12将其安装滑移装载机机体A1的动力仓上，内板2位于最内侧最靠近动力舱，在动力仓内设有传声器4，用于监测发动机动力舱的噪声大小，并将其传送至控制器9，第一位移传感器设置在隔声本体3上，用于检测其位移信号，并传送至控制器9。
第二位移传感器8设置在内板2上，用于检测内板2的位移信号，并传送至控制器9。
所述控制器9用于接收传声器4、第一位移传感器7和第二位移传感器8传送的信号，并将控制信号传送至电机51和电机61。所述控制器9包括计算模块、对比模块和检测模块。计算模块用于计算噪声信号的峰值频率、所需要的谐振腔容积以及中间隔声装置和内板位移各自所需要的上下位移量；对比模块用于将检测到中间隔声装置和内板位移信号与所需位移进行对比。检测模块直接连接传声器和位移传感器用于实时检测噪声信号和中间隔声装置和内板位移信号的位移信号，并输出至其他两个模块。
使用的时候，空气由外罩板1上的外气孔11进入，沿着孔腔33中由隔声板331和332组成的多个谐振腔到达内板2，经由内板2上的内气孔21进入动力舱。动力舱中发动机产生的噪声经由内板2上的内外气孔21进入孔腔33，当发动机噪声进入各个谐振腔内部时，两个隔声板可以反射一部分的噪声，并与入射噪声相互抵消，同时，由于谐振腔的共振吸声，可以对于特定频率范围的噪声起到较好的阻挡作用。
该机罩隔声方法主要如下：当发动机工作时，传声器4采集动力舱内的噪声信号，并传送至控制器9。控制器9对噪声信号进行分析，识别噪声信号的峰值频率，并计算出该频率所需要的第一谐振腔333和第二谐振腔335的容积，从而进一步的计算出隔声本体3和内板2各自所需要移动的位移，并将信号传送至电机51、电机61。电机51带动螺帽54移动，螺帽54通过连接板55带动中间隔声装置3移动，同时第一位移传感器7将中间隔声装置3的位移实时信号传送至控制器9，当检测到中间隔声装置3的位移达到所需值时，控制器9将信号传送至电机51关闭电机。电机61带动螺帽64移动，螺帽64通过连接板65带动内板2移动，同时第二位移传感器8将内板2的位移实时信号传送至控制器9，当检测到内板2的位移达到所需值时，控制器9将信号传送至电机61关闭电机。
当控制器9检测到噪声信号中某一峰值频率对应的噪声幅值明显高于其他频率时（超过10dB），则通过调整第一谐振腔333和第二谐振腔335的大小使其谐振频率都等于峰值频率，两个谐振腔同时该峰值噪声起到共振吸声的阻挡作用。
当控制器9检测到噪声信号中某两个频率对应的噪声幅值都比较高时(差值不超过6dB)，则通过移动内板2和隔声本体3控制第一谐振腔333和第二谐振腔335的的大小使其谐振频率分别等于两个噪声频率，两个谐振腔分别对两个频率的噪声起到共振吸声的阻挡作用, 若两个频率对应的噪声幅值都比较高，且差值超过6db，则则通过移动内板2和隔声本体3控制第一谐振腔333和第二谐振腔335的的大小使其谐振频率等于较大的那个。
当工况改变时，动力舱内噪声峰值频率发生变化，传声器4采集动力舱内的噪声信号，并传送至控制器9，控制器9检测新的噪声信号的峰值频率，并控制第一谐振腔333和第二谐振腔335的容积做出改变，从而使得实现隔声罩根据不同工况下的噪声信号进行自适应调节，能够很好地隔绝各个工况下的发动机噪声。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种隔声发动机机罩，其特征在于，包括：外罩板、内板以及隔声本体，所述隔声本体设置于外罩板和内板之间；所述隔声本体上设有若干孔腔，在孔腔内设有隔声板，在外罩板和内板上分别设有位置与孔腔对应的内气孔和外气孔。
2.根据权利要求1所述的隔声发动机机罩，其特征在于：所述隔声本体面向内板的一面两侧设有第一滑轨，面向外罩板的一面两侧设有第二滑槽，内板上设有与第一滑轨对应的第一滑槽，外罩板上设有与第二滑槽对应的第二滑轨；在外罩板上设有用于驱动隔声本体上下移动的第一位移调节装置，在隔声本体上设有用于驱动内板上下移动的第二位移调节装置。
3.根据权利要求2所述的隔声发动机机罩，其特征在于：所述第一位移调节装置设置于外罩板的一侧，第二位移调节装置设置于内板远离第一位移调节装置的一侧。
4.根据权利要求2所述的隔声发动机机罩，其特征在于：所述第一位移调节装置采用丝杠，该丝杠固定在外罩板上，丝杠的螺帽上设有连接板，连接板与隔声本体固定连接；所述第二位移调节装置采用与第一位移调节装置结构相同的丝杠，该丝杠固定在隔声本体上，其螺帽上也设有连接板，该连接板与内板固定连接。
5.根据权利要求1所述的隔声发动机机罩，其特征在于：还包括用于采集动力仓噪音的传声器，在隔声本体上设有第一位移传感器，在内板上设有第二位移传感器。
6.根据权利要求1所述的隔声发动机机罩，其特征在于，所述隔声板包括第一隔声板和第二隔声板，第一隔声板和第二隔声板在孔腔内交错设置，第一隔声板与外罩板保持一定距离，第一隔声板一端和孔腔侧壁连接，另一端垂直于外气孔方向的投影超过外气孔的边缘但不与孔腔侧壁接触，第二隔声板的一端和孔腔侧壁连接，另一端垂直于内气孔方向的投影超过内气孔的边缘但不与孔腔侧壁接触，第一隔声板和第二隔声板之间保有间距。
7.根据权利要求1所述的隔声发动机机罩，其特征在于，所述孔腔在隔声本体上呈矩阵排列。
8.根据权利要求1所述的隔声发动机机罩，其特征在于，所述外罩板的四边均向内折弯，将内板以及隔声本体罩住。
9.根据权利要求1所述的隔声发动机机罩，其特征在于，所述内气孔和外气孔的截面积小于孔腔截面积的十分之一。
10.基于权利要求1-9的一种隔声发动机机罩的隔声方法，其特征在于，包括：
当发动机工作时，传声器采集动力舱内的噪声信号并将其传送至控制器；
控制器对噪声信号进行分析，识别噪声信号的峰值频率；
当噪声信号只有一个峰值频率的时候，则通过控制第一位移调节装置和第二位移调节装置调整第一谐振腔和第二谐振腔大小，使得第一谐振腔和第二谐振腔的谐振频率都等于峰值频率；
当噪声信号中有两个峰值频率的时候，若两个峰值频率对应的噪声幅值之差不超过阈值，则控制第一位移调节装置和第二位移调节装置调整第一谐振腔和第二谐振腔大小，使得第一谐振腔和第二谐振腔的谐振频率分别等于两个噪声频率；若两个峰值频率对应的噪声幅值之差超过阈值，则控制第一位移调节装置和第二位移调节装置调整第一谐振腔和第二谐振腔大小，使得第一谐振腔和第二谐振腔的谐振频率等于两个噪声频率中幅值较大的噪声频率。
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