浅析环卫车抽吸风机噪声防控措施

吴春艳  

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摘要：在环卫车的运行过程中，风机起到主要的抽吸换风作用，但是由于其自身存在部分缺陷，易积尘、易磨损、噪音大、难清洗等特点，对于整车会产生极大的污染。本文从产生噪音的原因分析，结合其结构特点，提出了几种有效降低抽吸风机噪音的措施，对于环卫车的设计过程提供解决措施，从而指导实际车辆的研发和生产。

关键词：环卫车；抽吸风机；降噪

近十几年来，随着经济的快速发展，政府对于新能源政策的大力扶持，人们对于城市的环保意识大大增强，各有关部门也相继出台了保护环境的有利举措，城市环境的保护也日渐重要。尤其是近阶段推行的环保节能活动，已大大限制了城市垃圾的大量堆积。环卫车作为处理垃圾的一种重要设备，也正在彰显其重要性。风机作为环卫车重要的组件，发挥着关键的作用：通过风机的吸抽作用，使得聚拢在吸嘴前面的垃圾在气流的斡旋作用下迅速带进吸嘴，通过内置的管道途经落入集尘箱，气流则上升回流至大气或者回吸嘴；在此过程中，由于风机高速运行，为了迅速吸进垃圾作物，会产生极大的噪音。一方面，由于环卫车作为重要的垃圾收集装置，在作业的过程中会产生很大的噪音，引起人体不适；另一方面，技术的更新迫切要求从设计角度进行优化，从而减少机械和电气化噪音污染。本文从环卫车的背景出发，研究抽吸风机的噪音产生引起的环境污染，提出有效的改进措施，对于噪音的处理起到良好的指导意义，以期在实际设计过程中能够规避此类污染。

1扫路车工作原理风机结构以及运行原理分析

作为环卫车的一种，扫路车由最初的纯扫式发展到了如今的吸扫式，同时包含以扫为主、以吸为辅结构的扫路车和以吸为主、以扫为辅结构的扫路车，其清扫效率和清扫质量明显提升。虽然不同的扫路车有着不同的工作原理，但是所有的扫路车结构中都有风机。风机不仅是扫路车的核心部件，也是产生噪音最大的部件。大多数的扫路车都包含了风机、液压系统、电控系统、轴承、进风口、出风口以及集尘箱等结构。在扫路车的运行过程中，风机是通过风流来开展作业。这就导致在实际的风机作业过程中，不仅吸走了一定的垃圾，还会掺杂很多的尘土、水汽、砂砾、轻质垃圾如树叶、纸片等小型物质。而且整个风机结构主要由以下几部分组成：第一电动机，第二轴承，第三叶轮，第四进出气口。而传统的风机噪音种类有三种：第一机械噪音，扫路车噪音中30%都是机械噪音；第二气动噪音，扫路车噪音中45%都是气动噪音；第三气固耦合噪音，扫路车噪音中25%都是气固耦合噪音。机械噪音的产生原因是风机叶轮和机械部件；气动噪音的产生原因是旋转噪音与旋涡噪音的叠加；气固耦合噪音的产生原因主要是作用在固体壁上的不均匀气流作用。在扫路车的运行过程中，风机的作用都十分关键。首先，风机具有抽吸的作用，可以在吸嘴前面产生斡旋作用，进而将聚拢在吸嘴前面的垃圾迅速带入吸嘴，经过内置管道后落入相应的集尘箱内。但是风机抽吸作用的发挥是建立在风机的高速运行基础上的，风机高速运行就会产生较大的噪音。如果不及时研究出有效的降噪措施，将会对经常与扫路车相伴的环卫工人的身体健康造成极大的伤害。而且，随着科学技术的发展，各项技术的更新，也迫切的需要对扫路车的结构设计进行优化，从而有效控制机械污染以及电气化噪音污染。

2噪音产生原因分析

风机主要利用风流进行作业，在工作的过程中会可能参杂尘土、沙砾、水汽和一些其他小型物质；整个风机从结构上主要由电动机、轴承、叶轮和进出气口组成。传统风机噪音主要来源于机械噪音、气动噪音和气固耦合噪音。在风机的运行过程中，各自所占的比例可能达到30%，45%和25%。其中，气动噪音主要由旋转噪音和旋涡噪音叠加组成，机械噪音则主要取决于叶轮和机械部件，气固噪音主要形成于不均匀的气流作用而作用在固体壁面上。但是，现在所推广的新能源环卫车主要采用电能作为主导动力源，由电动机带动风机的过程中不可避免的产生噪声污染；因此，本环卫车噪声来源依据物理原理主要可认为来自几大部分：

2.1振动噪音

该噪声主要指的是来自电动机与风机的无源接触；当电动机由静止到启动的过程中，由于负载较大，电流迅速泵升，引起电压波动变化，此时，与风机相衔接的皮带会产生振动抖动，在高扭矩作用下会产生极大的噪音，这也是电机振颤下可能引起的皮带打滑等现象的主要原因。

2.2机械噪音

由于机械部件互相之间的接触而引起的摩擦污染；电机通过轴承带动风机叶轮转动，不可避免的在轴承旋转的过程中产生摩擦，这种摩擦力主要作用于叶轮和电机，产生的旋转力自然会产生噪音；除此之外，各不同结构件之间都会引起机械摩擦，由于其存在，自然会产生机械上的一些噪音污染。

2.3气动噪音

该噪声来自叶轮和流体的影响因素；主要是由于气流直接产生的振幅和频率杂乱，一般伴随脉动声压。体现在抽吸风机的进风口和出风口，由于气流的往复运动，与风道的走向设计问题，气体会产生类似碰壁效应，即气体会撞击到风道内壁，这种现象需要引起设计上的重视。

3扫路车抽吸风机降噪措施分析

分析扫路车风机的主要结构，可以明确扫路车抽吸风机可以使用两种方法进行降噪处理。一种是利用气动学原理来优化风机结构，一种是对噪音进行反向处理设计。而对噪音的反向处理设计又可以细分为两种：一种是有源去噪方式，一种是无源去噪方式。无源去噪方式的应用主要是对风机结构的优化，例如优化蜗石的曲率半径等，而有源去噪方式的应用主要是通过存储、吸收以及抑制等方式来实现对噪音的处理。

3.1结构降噪策略

在结构方面的降噪处理，指的是针对机械噪音以及振动噪音的处理，即在电动机和风机的连接处，对轴承连接部分的机械零件进行紧固处理、对集尘箱的机械零件进行紧固处理，并对风机结构进行优化。但是在新能源扫路车的具体运行过程中，不同机械零件的摩擦会出现一定的磨损，磨损也会导致风机气流流动的噪音。而且固体砂砾也会在进入风机内壁后，与风机内壁发生碰撞，使噪音加重。所以必须要对风机结构进行优化设计。对此建议采取以下四种措施。第一，将耐磨材料喷涂到出现磨损的部位，然后再进行淬火处理以及渗碳处理。第二，使用圆形风机机壳，并在蜗舌处进行共振器的安装，也可以实现共振降噪。第三，减少空心叶片的使用，避免导通叶的使用数量过多。第四，调整叶片的进出口角度。

3.2设计降噪策略

在设计方面的降噪处理，指的是针对气动噪音的处理，即利用气动学原理来实现低频噪音的规避。因为风机噪音的产生包含旋转噪音和涡流噪音两方面。所以可以通过以下三种设计来进行降噪处理。第一，对叶轮进行改进；第二对空气场内的涡旋进行抑制；第三对脉动冲击进行削弱处理。

4结语

作为城市环境垃圾的主要处理设备，扫路车的重要性逐渐被人们所重视。但是扫路车的噪音之大，又会对环卫工人的身体健康造成影响，甚至在城市中形成新的噪音污染。面对这种情况，必须要分析扫路车抽吸风机噪音的产生原因，针对性的提出降噪措施。通过在实际设计中对风机部件进行分析设计，和对电机结构等部件进行减振措施，以及抽吸风道进行优化，都可以从多个方面削减噪音来源，且经过实际测试可以达到减少噪音的目的；探讨风机降噪措施可以很大程度上减少行车噪音，对于人耳污染起到良好的清洁作用，为建设节能环保型新能源专用车提供设计指导意义。

参考文献

[1]刘秋红.风机降噪研究的现状与分析[J].流体机械，2021，29，（02），30-31.

[2]智乃刚，萧滨诗.风机噪声控制技术[M].北京：机械工业出版社，2022.