浅论广西内河船舶机舱噪声的控制

摘 要：随着船舶越来越大型化，以及人们对环保的要求越来越高，机舱噪声越来越被重视和关注。如何在满足规范的要求下，降低机舱噪声是图纸设计部门和使用部门需要认真考虑的问题。

关键词：噪声 柴油机 高压共轨

1.概论

近年来，随着社会和技术的发展，船舶越来越大型化，所配备的推进主机以及发电机组和相关的设备也越来越大功率、大扭矩化，其振动和噪声问题越来越严重。而生活水平的提高以及人们对环保方面的认识的提高，也使得人们对其所处的噪声也越来越重视和关心。由于船东的要求和船舶自身的原因，内河船舶的机舱狭小，机舱内的工作环境十分恶劣，加上船员在机舱内的工作时间较长，严重损害了轮机员的身心健康以及污染周围环境，影响船上其他工作人员的工作和休息。

2.噪声来源及产生的原因

船舶机舱内的噪声可分为机械性噪声、电磁性噪声和气动力噪声，主要是柴油机、发电机及其他设备运行产生而成。其中发电机及其他设备运行产生的电磁性噪声及其它噪声对于船舶来说，可以忽略不计。

这里主要讨论的是船舶推进装置柴油机的噪声，其主要噪声源为：柴油机运转时产生的气动力噪声、机械噪声。其中气动力噪声是指当气体出现涡流或压力发生突变，引起气体的振动主要包括进、排气噪声和燃烧噪声。这部分噪声直接向发动机周围的空气中辐射。

排气噪声指的是气缸内高温高压废气周期性地喷射到排气管内而产生高速脉动气流，对于非增压柴油机，它是柴油机的最大的噪声产生源，其中又以废气通过气阀时产生的涡流噪声最强；而对于增压柴油机，当增压器长期运行出现故障时，会产生强烈振动或喘振而产生的噪声：主要是因为涡轮叶片积炭过多而且分布不均，破坏了转轴的动平衡引起。增压器叶片变形或断裂引起振动而产生的噪声。

另因空气压力和速度在压气机内发生周期性变化，因正常流动受到破坏而呈现强烈的脉冲流动，从而造成叶轮的强烈振动，并发出沉重的“呼嚇”气喘声音。燃烧噪声是指，由于气缸内油料的燃烧而引起空气容积、温度、压力的变化而产生振动，并通过缸盖、活塞连杆、曲轴、

机体向外传播的噪声，这种噪声主要集中于柴油机燃烧的急燃期和缓燃期。机械噪声是指，由于空气压力及机件的惯性作用，使相对运动的零件之间产生撞击和振动而激发的噪声，它主要包括敲击噪声：当燃油的喷油压力过大或喷油提前角相对较大就容易产生敲缸声；凸轮机构噪声、轴承噪声、不平衡惯性力引起的机体振动和噪声。柴油机系统振动引起的噪声：由于现在广西河内安装的主机，其结构都是曲柄连杆结构，因此在柴油机运转时，会产生周期变化的不平衡力和力矩，从而使柴油机产生振动，产生振动噪声。

轴系振动，在柴油机、螺旋桨等周期性的力矩作用下，会产生轴系的扭转振动，从而引起噪声。如果柴油机或轴系的振动与船舶本身构成共振带时，振动噪声会更加明显，会引起众不适或相关设备的损坏。而发电机组的噪声主要由柴油机噪声和发电机噪声混合而成，其中，柴油机的噪声源与推进主机的噪声源基本相同，特点也类似；发电机的噪声源主要是机械噪声和电磁噪声，这些噪声是由发电机的电磁力、轴承、转子的机械不平衡性，电刷和换向器之间的摩擦、电刷和滑环之间的摩擦等所产生。另外冷却空气在电机内部还会形成湍流噪声。

3.噪声控制

柴油机噪声控制：由上所述知道，柴油机本身所产生的噪声是由其结构、工作性质所引起的，也是必然的。在目前的柴油机技术条件下，生产不了没有噪声的柴油机，只能是想办法控制柴油机所产生的噪声，到人们能忍受的范围。

根据广西内河船舶情况和经济发展的水平，柴油机噪声控制可以采用以下方法：

一是在柴油机的使用上，尽量采用功率小，长冲程，非增压、小压缩比的柴油机。但采用功率小的柴油机，也要满足船舶航行的安全，这就要在设计图纸时，在满足船舶航行速度、安全、经济的情况下，尽可能采用小功率柴油机。特别是采用高压共轨、电控喷射系统的柴油机，对于减少噪声，起到很好的作用。因为采用高压共轨，减少了凸轮轴的数量，从而减少机械噪声。柴油机的燃油系统由原来的机械喷射变更为电控系统喷射，可以在燃烧的全过程进行控制，对燃油的喷油压力进行控制，减小爆压，减小排气噪声。因为高压共轨电控柴油机因为采用先进的电子控制，能够有效地控制燃油的喷射过程，极大有利于柴油燃烧过程的优化。而电子控制的压电式执行器开关阀频率高，能够轻松实现快速断油，其控制精度非常高，高压油路中就不会出现气泡和残压为零的现象，从而使柴油机运转范围内的每循环喷油量基本一致，改善了各缸供油不均匀的情况。

采用高压共轨方式供油，压力大小与发动机转速无关，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确，高压共轨系统中的喷油压力可根据不同工况确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油的综合性。还有采用电控高压共轨技术让柴油机的喷油规律接近于理想化，容易实现预喷射和多次喷射，可独立地控制喷油正时，配合适当的喷射压力，可控制氮氧化物和微粒的较小的数值内以满足日益严格的排放要求，同时又能保证优良的动力性及经济性。

二是在柴油机外部加上柴油机罩，这也是有效消除柴油机噪声的方法。采用机罩办法减低噪声，需要充分考虑柴油机的油、水、排气等管路的布置，以及柴油机的热量的散发问题。管路的布置问题好解决，只要适当调整管路的走向和排放就可以了。柴油机的热量散发问题，应充分利用陆用柴油机的散热问题加已应用，再合理利用船舶运行在水上的水冷资源优势，就能很好地处理好柴油机散热问题，让柴油机能在合理的温度范围下工作运行。

三是充分利用电脑技术，在机舱安装各种探测器、视频像头，实现无人机舱，这样就可以将机舱相对封闭起来，也是消除噪声的可行办法。而且成本也不高。最主要的是，电脑视频系统非常的普及，且现在大量的船员都趋向于年轻化，基本上都是会使用电脑的。所以对机舱安装电脑视频系统是非常的实用有效的。这时候，机舱内的机械式噪声就可以封闭在机舱里面，外面的噪声就会得到很好的改善。这时，主要是的柴油机排气噪声。

四是可采用经济可靠的消声器。消声器能够阻止声音传播而允许气流通过的一种气动元件，主要类型有吸收型消声器、膨胀干涉型消声器及膨胀干涉吸收型消声器。为了能达到更好降噪声效果，以及船上的条件，应采用膨胀干涉吸收型消声器。而且还应把排气口安排在船尾，这样可以在位置上尽量地远离噪声。另外如果条件好的船东，可以在机舱内粘贴吸声材料。一般采用铝合金微穿孔板材料，因为微穿孔板吸声结构具有可观的吸声系数，并具有清洁、无污染、不受环境的限制（在高温、高湿以及有气流冲击和腐蚀等条件下都可以使用）等优点。通过对机舱多处粘贴吸声材料，可以使口噪声大大降低。但粘贴吸声材料也为机械设备散热以及进排气等带来一定的不便之处。

轴流通风机的噪声及其降噪措施。因船舶检验规范规定，船舶机舱必须采用强制通风，使机舱的工作环境温度不大于45摄氏度。因此机舱必须安装通风机。一般情况下，基本上都是轴流式电动通风机。轴流通风机的功率一般都大于1千瓦，且其转速也比较高，其工作起来，噪声还是相当大的。为了能够既满足法规的要求，又能使机舱能够得到足够的空气及充分的冷却，可以加长通风机的导风筒，并在导风筒的末端安装可转动的导向筒，让其导风口总是向着迎风面。还可以在安装强制通风的前提下，另外加装自然通风口，这样，在船舶航行的过程中，如果仅仅使用自然通风就能达到降温的情况下，可以关闭轴流通风机，既可以省电，也可以减少产生声源的设备，从而减少不必要的噪声。经过上面一系列的降噪措施及其它辅助措施后，机舱内的噪声或受机舱噪声的影响将会大大降低，从而为船员创造一个良好的、舒适的工作、生活环境。

4.结束语

近年来，随着陆上交通的发展，内河船舶的使用量相对下降。但船舶运输因为运输量大，运费低依然还会被人们大量的使用。但船舶的特殊工作环境，使得船员长期在超出正常范围的噪声环境下工作，会使人感到疲劳，工作效率降低；还会降低人的听力，影响人体健康。

因此，必须采取相应降低噪声的措施。而且我们的船舶检验规范，也应该满足人们对生活质量的提高的追求，引导人们去设计、安装、使用可以让噪声影响降到最低的的设备或设施。特别是近年在汽车上应用非常广泛的高压共轨电控喷射系统技术，能够有效地从结构上获得比普通燃油系统好得多的经济性，并且具有良好的环保性能和能有效地降低噪声。因此，应该在船舶进行推广和应用。