秦永辉

摘要：拖拉机噪声关乎环境保护、驾驶员健康及拉机零部件的使用寿命。总结国内外轮式拖拉机驾驶位置的降噪研究现状，分析噪声的产生来源和传播途径，提出降噪的改进措施及步骤，为降低拖拉机噪声提供技术参考。

关键词：噪声；轮式拖拉机；驾驶位置；改进

中图分类号：S219.02 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）09-0019-03

拖拉机噪声超标（高于标准限值）可能给驾驶员的身心健康带来损害，在没有任何防护的情况下，造成驾驶员听觉器官损伤甚至耳聋。有研究表明，噪声超标还会影响肠胃系统和内分泌机能，引发肠胃系统疾病或者内分泌失调症状。同时，噪声超标还易造成拖拉机驾驶员精神焦虑、疲劳、失眠。因此，世界各国对拖拉机的噪声限值都有严格规定，并将其作为拖拉机质量评价的重要内容。

我国将拖拉机噪声限值要求列为强制性标准，要求出厂销售的产品必须满足要求，中小型轮式拖拉机3C认证也将此项内容列入考核内容。欧盟要求拖拉机噪声满足欧盟法令（EEC Directives）和欧洲经济委员会法规（ECE Regulation）的规定，并将其列为欧盟e-MARK认证的重要内容。我国国家强制性标准GB6376-2008中规定，轮式拖拉机驾驶员操作位置处噪音为89 dB（A），低于歐盟e-mark认证中规定的“驾驶员耳旁噪声值不大于86 dB（A）”。拖拉机出口至欧盟地区，必须降低拖拉机噪声水平满足欧盟Road Homologation（e-mark） of Agricultural or Forrestry Tractors（Categories T1-T2-T3） Europe认证中的2009/76/EEC指令要求。

1 国内外轮式拖拉机噪声技术法规

噪声污染是当前四大环境污染之一。为限制噪声污染，世界各国都制定了噪声污染的法律法规和技术标准，拖拉机噪声产生的原因主要为机具作业噪声和振动噪声。

1.1 国内

《中华人民共和国环境噪声污染防治条例》于1989年9月1日国务院第四十七次常务会议通过，1989年9月26日中华人民共和国国务院令第四十号发布，自1989年12月1日起施行。1996年10月29日，第八届全国人民代表大会常务委员会第二十二次会议通过《中华人民共和国环境噪声污染防治法》（自1997年3月1日起施行），该法发布后前者废止。后者第二十六条规定“国务院有关主管部门对可能产生环境噪声污染的工业设备，应当根据声环境保护的要求和国家的经济、技术条件，逐步在依法制定的产品的国家标准、行业标准中规定噪声限值。前款规定的工业设备运行时发出的噪声值，应当在有关技术文件中予以注明”。

技术标准主要有噪声标准和振动标准。在拖拉机噪声限值方面，我国制定强制性标准GB1495―1979《机动车辆允许噪声》和GB6376―1984《拖拉机 噪声限值》标准，并分别在1995年和2008年对标准进行了两次修订，当前执行GB6376-2008《拖拉机 噪声限值》标准，经过两次修订的标准限值要求有了更为严格的规定（见图1），接近欧盟标准。

关于拖拉机振动的技术标准，国内主要制定有GB/T10910―2004《农业轮式拖拉机和田间作业机械驾驶员全身振动的测量》和GB/T13876―2007《农业轮式拖拉机驾驶员全身振动的评价指标》。前者非等效采用ISO 5008：2001《农业 轮式拖拉机和 田间作业机械 驾驶员全身振动的测量》标准，规定在标准试验道路上，农业轮式拖拉机驾驶员承受的全身振动测量方法；后者规定农业轮式拖拉机驾驶员承受的全身振动指标限值。

发动机振动是拖拉机整机振动的主要来源，振动等级直接关系拖拉机整机振动。当前除拖拉机配置动力的振动标准GB/T7184―2008《中小功率柴油机振动测量及评级》外，关于拖拉机其它部位例如覆盖件、底盘等的振动测量方法，暂未制定相关国家或行业标准。

1.2 国外

欧盟出于对农业工作者的保护，于1977年制定77/311/EEC指令，规定轮式农林拖拉机驾驶员耳旁噪声限值，后在2009年制定2009/76/EEC指令对限值进行修正。其中，2009/76/EEC对拖拉机噪声做出明确规定，在拖拉机最大油门状态下，保持车速7.25 km/h、驾驶室所有门窗开启状态时驾驶员耳旁噪声低于86 dB（A）。

2 轮式拖拉机驾驶位置噪声研究现状

我国拖拉机企业于20世纪80年代开展噪声研究，传统方式是在产品研发后期对样机进行试验改进，缺点是试验中可能会发现原始设计中未预见的噪声超标问题，在产品开发末期无法进行大幅度的设计改动或者设计改动成本过高，使拖拉机噪声控制受诸多限制而无法达到满意效果。

国外农机制造企业对拖拉机噪声的研究起步较早，在产品研发早期的噪声、振动控制方面积累了很多经验。美国约翰·迪尔公司使用LMS振动噪声工具降低其设备的噪声值。利用LMSTest.Lab的测量与试验控制功能，通过LMS SCADAS II前端硬件系统采集数据，分析跟踪回到声源的声音路径的空气噪声进行声源定位和结构噪声传递路径。LMS Virtual Lab Noise and Vibration的主要功能是建立整个系统仿真模型，结合现有部件的试验模型和新设计部件的有限元模型，预测改动产品配置后的噪声等级及振动响应。意大利的纽荷兰公司通过与B&K合作伙伴噪声与振动技术（SVT）公司合作，利用其几十年积累的NVH经验，采用B&K的NVH模拟器建立用户参与的交互式环境，来输出拖拉机的噪声与振动状况。

目前，我国虽然参照ISO制订了相关标准，但在要求和范围上仍较国外标准有很大差距，不仅体现在技术和研究方法上，在噪声、振动研究重视程度方面也相距甚远。随着国内市场需求和供给侧政策改革，我国逐渐在精细化和高品质下功夫，积极满足用户需求。

3 轮式拖拉机驾驶位置噪声特性分析

拖拉机整机噪声主要来源于发动机运转和传动系工作，其次是覆盖件振动及轮胎。通过分析近年拖拉机噪声检测数据发现，发动机工作状态时产生的噪声主要来源于排放噪声。配置功率70～80 kW发动机的拖拉机（与CFT604型拖拉机功率相差不大于10 kW）距发动机排气口0.5 m处的噪声值范围可高达113～130 dB（A），其频率从几十赫兹至1万赫兹。一般来说，排放噪声取决于发动机工作状态，加大油门提高转速，噪声值就大，反之亦然，这主要与消音器的结构和材质有关。

拖拉机传动系统噪声主要来自变速箱体内部，由齿轮、轴承运转接触导致振动而产生的噪声，主要与齿轮的制造精度和本身刚度，以及各种安装精度有关系。一般来说，加工精度好、刚度适合、安装精度高的齿轮箱噪声较小。

对密闭驾驶室的拖拉机来说，其噪声源除了上述两种以外，驾驶室本身的辐射噪声也是重要原因之一。驾驶室内部噪声主要由外部传导声音、内部振动声音和混响声组成。其中，外部传导声音声主要通过两个途径产生：一是透过缝隙通过空气传播进入驾驶室内的外部噪声；二是外部噪声通过驾驶室本体传导。内部振动声音主要来自于驾驶室本体或内部部件振动。混响声是指外部传导声音和内部振动声音在駕驶室空间内通过混响而增加的噪声。

通过分析噪声特性可以找到改善降低噪声的基本方向，除优化改进排气消声器结构和选择能够降噪材质外，还可提高变速箱齿轮的加工、装配精度和改善材质刚度。另外，还应针对驾驶室噪声采取物理隔离、结构（或材料）吸音及减振等手段，改善驾驶室内的噪音水平。

4 轮式拖拉机驾驶位置降噪措施

通过试验、分析、改进、试制、验证确定整机噪声源，采取降低驾驶员耳旁噪声的措施，使拖拉机驾驶员耳旁噪声满足e-mark标准规定的要求（86 dB（A））。改进的主要步骤为：1） 测试样机噪声，分析噪声源，确定噪声源。2） 研究样机的发动机附件，确定各附件对整机噪声的贡献水平，分析试验结果。3） 开展样机主要覆盖件振动水平试验，有针对性的采取减振措施，进一步优化改善措施。4） 验证降噪减振措施的效果。

参考文献

[1] 国家拖拉机质量监督检验中心，中国一拖集团有限公司.GB 6376-2008 拖拉机噪声限值[S].北京：中国标准出版社，2009.

[2] 薛晶，侯占峰，闫建国，等.小型轮式拖拉机噪声控制研究[J].中国农机化学报，2015（5）：212-214.

[3] 杨坤.关于拖拉机噪声及其控制措施思考[J].湖南农机：学术版，2013（3）：156-157.