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除可靠性与经济性外,NVH(Noise,Vibration, Harshness)性能也成为评价轮式挖掘机品质的重要指标之一。90年代初的北美、欧洲和日本就有许多企业及学者开始对工程机械的振动噪声进行研究,并取得了很多成果。中国在该领域的研究起步相对较晚,很多国产工程机械的性能都落后于欧洲、美洲和日本的产品,尤其在振动噪声方面的差距更大。为了提高工程机械的舒适性,本文对轮式挖掘机的噪声测试与控制技术进行了研究。 首先,采用基于波束形成原理的麦克风阵列声源定位技术对挖掘机在额定转速工况下进行了噪声源识别与定位实验,结果表明,挖掘机的辐射噪声主要分布在发动机体,其次是冷却风扇、排气系统及传动系统。 其次,对噪声源的特性进行了研究,为降低轮式挖掘机的机外辐射噪声与司机耳旁噪声提供了指导。(1)利用GT-power软件,对原始消声器性能进行了仿真分析,基于经典的消声器设计理论,对消声器结构进行了优化设计,为降低排气系统噪声提供了理论依据;(2)基于CFD理论,运用Fluent软件,模拟了冷却风扇在运行过程中的流场变化,分别探究了风扇与导风罩相关结构参数对气动噪声的影响,为风扇及导风罩选型提供了参考;(3)对变速箱内部结构进行了分析,找到了其噪声的产生机理,通过优化变速箱及其内部传动系的结构,降低了其辐射噪声;(4)基于模态分析理论,运用HyperWorks软件,对动力舱薄板结构进行了模态分析,通过优化加强筋数量与布置,避免了结构共振,一定程度上降低了振动与噪声水平。 然后,通过对噪声源的传播路径进行研究,从控制噪声辐射的角度进行了降噪。应用Fluent软件中的Acoustics模块,对不同进排气栅格的散热性能及气动噪声进行了模拟,分别得到了圆孔、长孔和方孔进排气栅格的流场、温度场和声场的变化规律,为轮式挖掘机动力舱热平衡与低噪声提供了指导。 最后,依据研究结果,对挖掘机消声器、冷却风扇、机罩、变速箱和动力舱结构等进行了改进。对改进后的挖掘机进行了振动噪声测试,对比改进前后的测试结果可知,改进后挖掘机的振动噪声水平均有所降低,验证了改进方案的可行性与有效性。