中图分类号：TM352文献标识码：A

　　摘要：本文叙述了噪声的基本概念及其危害。对船艇动力系统的噪声进行了概括性的分析，并以动力装置为主要方面相应地提出了控制船艇噪声的基本原则和具体控制方法，同时还介绍了一些目前最新的控噪理念和成果。

　　关键词：船艇动力系统；噪声；控制

　　０ 引言

　　目前，大部分船艇工作时产生的噪声比较大，其中动力装置（柴油机）产生的噪声尤为突出。这直接影响了船艇周围的环境，尤其是影响了船员在船上的工作生活环境，这也间接影响了其工作效率。对于军用船艇来说，噪声还影响了其隐蔽性。对噪声进行控制早就成为了我们不容忽视的研究课题。国家通过制定新的法规对噪声提出了更严格的限制，这也加快船艇降噪的步伐。

　　１ 船艇动力系统的噪声危害

　　噪声是使人感到不愉快的声音的总称。人们通常用声级计测量声波的大小，声级的单位是分贝（dB）。人们一般交谈时为60分贝，大声吵嚷时为80～90分贝。不同的船艇机舱的噪声有所不同，但一般在90分贝以上，大部分在110～115分贝左右，有的甚至达到了120～125分贝。

　　１。１ 噪声对语言沟通的影响

　　通常，声级50dB以下的环境算是安静的，当噪声声级达到55dB，语言清晰度就降低了，会话距离只有2m左右；当噪声达到60dB时，会话距离会缩小到1m。在80dB的噪声环境里人们交谈已经很困难，而90dB的噪声环境里面则无法交谈，船艇机舱里相互沟通就只有靠手势、看口型等方法了。

　　１。２ 噪声对人的健康的危害

　　噪声直接对人的听力产生影响。噪声较短时间作用下，会使人的听觉灵敏度暂时下降，过后很快就会恢复。如果接触强噪声的时间较长，听力下降比较明显，离开噪声环境后，还需要较长时间才能恢复正常。如果继续接触强噪声，听觉疲劳不能得到改善，听力持续下降，就可能会造成病理性改变。此外，强大的声暴，如爆炸声和枪炮声，能造成急性暴震性耳聋，出现鼓膜破裂、中耳听小骨错位、韧带撕裂、出血和听力部分或完全丧失。

　　２ 船艇动力系统的噪声分析

　　２。１ 动力装置的噪声

　　２。１。１ 空气动力噪声

　　空气动力噪声反映了柴油机热过程、气流、负荷大小和燃烧急缓等情况。包括：①进排气噪声　各缸的进排气必然存在间断性和不均匀性从而形成了空气动力噪声场。主要有进排气压力脉动噪声，气流通过气阀等处发生的涡流声，由于边界层气流扰动发生的噪声和排气出口喷流噪声。在动力装置所有噪声源中，排气噪声是较为突出的。②增压器气流的噪声 对废气涡轮增压器来讲，空气与压气机叶片之间的相对速度很大，在叶片附近必然会出现大量涡流，在形成强烈而尖厉的空气动力噪声的同时，激励叶片振动而发出噪声。

　　２。１。２ 机械噪声

　　机械噪声是零部件相对运动时因振动、撞击会发出的声音。比如齿轮啮合，活塞运动对缸套的敲击，凸轮式配气机构振动撞击，轴承振动以及喷油泵的滚轮和柱塞之间、喷油器的针阀和针阀体之间的金属撞击和摩擦都会产生噪声。

　　２。１。３ 燃烧噪声

　　燃烧噪声是由气缸内周期性变化的气体压力作用而产生的。因为燃油喷入缸内发火燃烧的初期，缸内压力上升速度非常快，形成很高的压力波动，由火焰中心向四周传播，形成燃烧噪声场。因而燃烧噪声主要集中在速燃期和滞燃期。

　　２。１。４ 液压冲击噪声

　　液压泵（如齿轮式滑油泵）运行时，其中液体的压力有明显的周期性变化，从而产生液压冲击噪声。柴油机高压油管内的油压变化幅度非常大，更会产生不容忽视的液压冲击噪声。

　　２。２ 辅助机械的噪声

　　辅助机械如水泵、油泵、空调通风系统、锚绞设备和锅炉等都会产生噪声。锅炉噪声主要在燃烧室附近较明显，因为自然通风时空气卷入火焰及可燃物小团粒的随机爆裂。此外，气穴声和管道、油箱的共鸣声也是船艇噪声源。空气压缩机也是船艇机舱强噪声源。

　　２。３ 螺旋桨噪声

　　?螺旋桨噪声较之以上噪声强度要弱，影响范围也主要限于尾部舱室。其噪声性质可分为两种：①由桨叶和流体相互作用的流体动力效应及水流冲击尾柱而引起的低频噪声；②由“空泡”引起的叶片振动而产生的高频噪声。

　　３ 船艇动力系统的噪声控制

　　噪音控制的目的并不是要消除一切噪声源，这种想法也是不切合实际的。我们控制噪声要从经济性、有效性、实用性等方面综合考虑而采取措施。噪声污染控制措施分为两类：一类是将声源隔离开来，另一类是降低声源的强度。

　　若主要从动力装置方面考虑，目前研究表明，柴油机高转速运转时机械噪声是降噪重点；而在高负荷情况下，首要的是降低燃烧噪声。在表面辐射噪声源方面，油底壳和缸盖罩等薄壁件是噪声的主要辐射源，是降噪的重点。

　　３。１ 空气动力控制

　　进气噪声相对较低。另外，柴油机一般都配置有设计合理的空气滤清器，其本身就具有一定的消声作用，故对其进气系统一般不做另外处理。根据消声原理，消声器结构可分为阻性消声器和抗性消声器两大类：①阻性消声器利用多孔吸声材料，以一定方式布置在管道内，当气流通过阻性消声器时，声波便引起吸声材料孔隙中的空气和细小纤维的震动。由于摩擦和粘滞阻力，声能变为热能而吸收，从而起到消声作用。②抗性消声器利用不同形状的管道和共振腔进行适当的组合而产生声的干涉作用，达到衰减噪声的目的。其消声效果，与管道形状、尺寸和结构有关。

　　３。２ 结构部件改进

　　柴油机部件连接处装有垫片，起到了弹性减振作用。

　　运动部件撞击后，如果机械部件固有频率与交变力引起的振动频率相近，会引起结构共振，激发相当大的部件振动噪声。这对柴油机的部件设计提出了较高要求。另外，若改良部件形式可其减少声共振和声反射，比如说油底壳。

　　气缸是柴油机最重要的部分，也是一个重要的噪声源，对气缸结构改进可以大幅降低柴油机表面辐射噪声。因此，对气缸结构的改进是目前各国柴油机控噪的一个新研究领域。例如，多缸机气缸盖采用一体式结构就是国内外的一个研究趋势。

　　应用新材料降低齿轮噪声也是目前国内外一项热门研究。

　　３。３ 燃烧过程控制

　　降低燃烧噪声使其达到“温和”的内部激振，其涉及物理、化学、电控、机械等不同领域。但其根本是降低气缸内燃气压力升高率，力求燃烧过程柔和。降低燃烧噪声地措施有：使用中，合理组织供油，保证供油系统各参数处于最佳；采用增压技术，提高压缩终点温度与压力，缩短滞燃期或在滞燃期内减少喷油量；采用十六烷值较高的燃料来缩短滞燃期等。

　　目前最新研究还有：①适当减小喷油提前角降低燃烧压力增长率，从而降低燃烧噪声。②采用新供油方式。此外，柴油机燃烧噪声大部分是通过曲柄连杆机构传播的。采用高平衡性曲柄连杆机构，也已成为各国研究柴油机降噪的重要课题。

　　4 结束语

　　噪声控制应从隔声、吸声、消声等方面入手。随着材料科学的发展、研究的深入和具体实践的证明，一定还会有更多更好的噪声控制方法等待着我们的发掘。不过，噪音是由振动产生的，在材料、结构上减少振动，以及使用特殊材料吸声和利用声干涉原理达到消声目的仍然会是降噪的基本途径。

　　参考文献：

　　［１］朱孟华　内燃机振动与噪音控制　北京：国防工业出版社 1995年10月

　　［２］靳晓雄、胡子谷　工程机械噪声控制学　上海：同济大学出版社　1997年

　　［３］齐晓霞、王文　船用柴油机的噪声控制技术　噪声与振动控制［J］　2004年第2期

　　［４］朱晓建　低噪声柴油机装置发展现状和趋势　柴油机［J］　2004年第6期