0 引言

在现代工业领域，重型内燃机叉车作为重要的物料搬运设备，被广泛应用于港口、仓库、工厂等场所。然而，其在运行过程中产生的噪声问题，已经成为不可忽视的环境污染源。噪声不仅影响操作人员的工作环境，可能导致听力损伤和工作效率降低，还会对周围居民的生活质量产生负面影响。因此如何有效降低重型内燃机叉车的噪声，已成为当前研究的重要课题。

内燃机叉车的主要噪声源有发动机噪声、液压系统噪声、散热系统风扇噪声、传动系统噪声、轮胎噪声等。当密封措施不足或散热系统风扇设置不合理时，容易导致整车噪声水平超标。本文针对某重型内燃叉车噪声过大问题，对整车的噪声源和噪声传播路径进行机理分析，进而采取合理有效的密封措施与结构设计，设置恰当的散热系统参数，以改善其声振性能[1]。

1叉车噪声源分类与特征

散热系统风扇噪声可以分为机械噪声和气动噪声。其中，机械噪声主要由结构振动和零件间互相接触产生，而气动噪声则由气体间或气体与固体的相互作用产生。气动噪声是运行的风扇设备主要的噪声来源，可进一步分为宽频噪声和离散噪声[2]。

宽频噪声随机分布在一定范围内，降噪存在一定难度。离散噪声即旋转噪声，具有多阶谐波，其频率为扇叶每秒切割空气次数，其计算公式为：

式中： f 为风扇旋转噪声频率，单位为 Hz ·N 为风

扇转速，单位为r/min；b为风扇叶片数；i为谐波序号（i=1，2，3，…） ，当i=1时，表示风扇基频。

2叉车噪声过大原因排查

2.1整车噪声测试与频谱分析

针对某重型内燃叉车噪声超标、声音刺耳及驾驶员体验差等问题，根据GB/T27693—2011《工业车辆安全噪声辐射的测量方法》，分别对其起升工况、怠速工况及运行工况下的辐射声压级进行测试。通过分析整车噪声频谱图，结合相关部件运行特征频率，确定整车运行时

的主要噪声源。某叉车整机噪声频谱图如图1所示。从图1可以看出，频谱图中分别在 116Hz 和 254Hz 出现噪声峰值，分别对应发动机基頻和风扇基频。

图1模型试验传感器布置

2.2风扇噪声能量占比验证

为确定风扇噪声是否为整个频谱图中的关键频段，需要计算其声能占比情况。通过停止风扇获得非风扇噪声声压级，利用式（2）和式（3）计算风扇噪声能量占比：

式中： SPL1 为停风扇噪声的声压级， SPL2 为整机噪声声压级， I 为声强， η 为风扇噪声在整机噪声中的能量占比。

在原机和停风扇的工况下，测试重型叉车车外及司机位置噪声，并对对比分析2种工况的频谱。重型叉车机外及司机位置噪声如表1所示，停风扇与原机司机耳边频谱对比如图2所示。根据表1可知，停风扇时机外噪声为106.8dB（A），原机噪声为112.4dB（A），利用式（2）和式（3）计算可得风扇噪声能量占比约为 72.5% 。从图2中的1/3倍频程图中可见，中心频率

250Hz 为噪声主要由风扇贡献，证实风扇噪声为该重型叉车机外和司机耳旁的主要噪声来源。

表1重型叉车机外及司机位置噪声

3整改方案分析与选取

本文基于重型叉车散热系统的噪声源（风扇）及传播途径分析，分别针对声源和传播途径导致的超标噪声问题提出解决方案，以降低机外噪声和司机耳边噪声。

3.1风扇结构优化降噪措施

风扇的结构设计及控制方案对其噪声水平具有显著影响，主要影响因素包括叶片形状、安装角、叶片数量、叶片间距、轮毂比、叶顶间隙、转速以及叶片角度等[3-7]。其中，叶片数量、转速及叶片角度对风扇噪声影响较为明显。基于样机总体结构布局，本文提出更易于后期改善的3种方案，并对原机初始设计进行对比测试，风扇降噪方案测试结果如表2所示。

表2风扇降噪方案测试结果

3.2噪声传播路径阻断措施

本文通过系统性分析噪声传播路径，针对性提出6项密封与隔离改进方案，改进方案示意图如图3所示。

图3重装叉车改进方案示意

3.2.1动力总成及散热风扇密封

加强对整机后罩缝隙的密封，以减少风扇噪声及发动机噪声向外辐射，减弱机外及司机耳边噪声的影响，该方案与原机频谱对比如图4所示。从图4可以看出，该方案使整个频段的噪声幅值均有衰减，大大减少整个动力舱通过空气声向外辐射噪声。

图4方案a与原机频谱对比

3.2.2排气管包裹及后罩导流

采用隔热隔音材料包裹排气管，减少表面声辐射；优化后罩出风口百叶窗导流结构，减弱风扇直达声对司机位置的噪声影响。

3.2.3 散热器出口流场优化

通过优化散热器出口结构，抑制涡流产生，进而降低散热系统气动噪声，该方案与原机频谱对比如图5所示。从图5可知，此方案降噪效果相对有限。

3.2.4驾驶室底板密封及加吸音棉

在驾驶室底板进行密封，并加装吸音棉，减少驾驶室底部噪声源，同时进一步隔离空气传递至司机耳边噪声。

3.2.5驾驶室后方增设塑料板

在驾驶室后方增加塑料板，模拟量产驾驶室后方隔声玻璃，利用被动降噪原理隔离噪声。在被受体进行声音的隔离，大大减少整机后方风扇噪声中高频噪声的辐射，该方案与原机频谱对比如图6所示。从图6可以看出，该方案对高频噪声抑制效果显著，在各方案中司机耳边降噪效果最为突出。

3.2.6驾驶室前下方密封

加强驾驶室前下方密封，降低整机主要噪声源对外辐射强度。

3.3多工况降噪效果验证

对比原机与改进方案在起升、怠速及运行工况下的噪声数据，结果表明各方案均有效降低噪声。起升工况、怠速工况及运行工况下的噪声数据如表3所示。

表3起升工况、怠速工况及运行工况下的噪声数据

在叉车起升工况下，通过分析实施密封及在驾驶室后方增加玻璃前后司机左耳、右耳的 1/3 频程图，可以更直观了解降噪效果。司机左耳 1/3 倍频程图如图7所示和右耳1/3倍频程图如图8所示。由图7和8可知，密封后左右耳的平均声压级均有下降，降噪效果显著。

4改进后试验验证与分析

将风扇降噪方案中声压级最低的方案与密封方案相结合，形成综合降噪措施。在噪声源控制方面，对噪声部件进行密封处理，减少噪声向外辐射；在传播途径控制方面，通过密封隔离阻断噪声向驾驶室的传播。基于该整合方案，随机选取5台改进样机进行噪声测试，并与原机测试结果对比验证。改进后整机噪声水平如表4所示。

表4改进后整机噪声水平

5结束语

针对某重型内燃叉车噪声超标、声音刺耳及驾驶员体验差等问题，本文通过实验测试采集了起升、怠速及运行工况的噪声数据，并结合噪声源频谱图分析确定了主要噪声源。

基于分析结果，提出了从噪声源控制和传播途径阻断的两种降噪方案，通过对比研究筛选出最优方案。试验结果表明，该方案使整机噪声水平（声功率）显著降低，司机位置噪声下降达8.1dB（A），有效提升了驾驶舒适性。本文提出的分析方法和解决方案，可为同类型的重型内燃叉车噪声过大的问题提供理论依据和实践指导。

参考文献

[1]谭艳辉，毕道坤，王涛.轮式装载机机外发射噪声降噪方法和应用[J].建筑机械 ，2015（10）：57-61+65+10. 号

[2]李开慧.轴流风扇流场及气动噪声的实验研究[D].杭州：中国计量大学，2017.

[3]沈国民，谢军龙.轴流通风机的叶片形状和安装角对噪声影响的试验研究[J].风机技术，2000（4）：24- 26+17

[4]Akaike S.，Kikuyama K.，KitadaM.，etal. Study ofrotational noise reduction foraxial flow fan （analysisand estimation of secondary fan-noise component）[J].JSME International Journal， Series B.1996，39（3）：590-596.

[5]PinLiu，YingziJin， YanpingWang，Baoling Cui. Effectof hub-ratio on performance of small axial flow fan.Proceedings of 20l0 International Conference on Pumpsand Fans （ICPF20l0），Hangzhou，China， Octoberl8-21.2010（B006）：1-5.

[6]王立红，金英子，张立.小型风扇叶顶间隙内部流动数值模拟[J].浙江理工大学学报，2011，28（1）：73-78.

[7]孙少明.风机气动噪声控制耦合仿生研究[D].长春：吉林大学，2008.