船舶轮机振动噪声控制综述

船舶轮机振动噪声控制综述

苏连巍曲福涛

大连中远海运重工有限公司辽宁省大连市116600

摘要：船舶轮机产生的振动噪声对环境产生了一定的影响，其产生的振动噪声在一定程度上破坏了生态环境。为了加强船舶轮机振动噪声的控制和维护生态环境，就需要采取一些列的隔振降噪措施。

关键词：船舶轮机；振动噪声；控制

在船舶的运行过程中，轮机起到了重要的作用，为船舶的运行提供了充足的动力来源，而由于船舶的体积较大，重量较重，使其具有的负担往往较高，在轮机运行过程中，就会出现振动噪声的现象，不仅仅对环境造成了一定的污染，同时，产生的噪音对人们的身体健康也会造成一定的影响。因此，在当前阶段中，加强对船舶轮机振动噪声控制进行研究，减少船舶在运行中产生的振动噪音具有重要的经济意义与社会意义。

一、船舶轮机振动带来的危害

1.船舶轮机振动不利于人的身体健康，传播震动会产生巨大的噪音，人们通过船舶进行出行时，船舶结构通过振动所产生的噪音会对人们带来巨大的负面影响，假使船舶振动越大，那么它所产生的噪音亦会加大，最终导致乘坐者的听力削减，更严重时，也会导致心血管疾病的发生以及神经系统的衰落，同样乘坐者在噪音的环境之下更是无法进行充分的休息，最终导致生理上产生不良的反应，严重者，可能还会诱发心脏病。对于驾驶人员来说，长期的噪音也会不利于他们的驾驶，会使得他们很容易出现疲劳的现象，在对自身带来巨大的危害同时，也可能由于疲劳驾驶，导致一系列安全事故的发生。

2.船舶轮机振动影响船舶正常的使用寿命，船舶结构上的振动会对该结构带来一系列的损害，对于机械设备所带来的磨损也是十分巨大的，严重时甚至可能会出现船体裂缝这一巨大的损害事故，最终严重影响着船舶在海洋上航行的安全。其中，在船舶的所有振动结构当中，扭转振动带来的危害是最大的，由于扭转振动所产生的一系列的还是事故也是最多的，为此，当前专家们研究最多的也是扭转振动。同时，当发生扭转振动时，普通情况之下，船上一般不会产生由于振动所带来的不适感，因此，这一振动形式也是我们经常所忽略的，但一旦忽略之后，通常会伴随着重大的海洋事故的发生。

二、船舶轮机振动噪声分析

由于船舶是在水中运行的，在运行的过程中，不仅仅会受到船体自身压力的影响，同时还会受到水流的阻力，使轮机运行的压力较大，导致轮机出现振动噪音的现象较为复杂，只有将复杂的情况清晰的分析出来，才能使用有效的方式对其进行解决。在当前阶段中，产生轮机振动噪声的原因有很多，最常见的有以下两种因素：首先是轮机的设计不合理造成的，在设计中没有完全的安照相关规定来进行，使轮机达不到声学设计的要求，运行中常常会出现振动噪声的现象；其次是轮机内部的问题，这些问题有内部零件松动、安装不正确等，在运行过程中就会出现摩擦、振动，使轮机出现噪声。

三、各种隔振降噪技术在船舶轮机中的应用

为了解决船舶轮机振动噪声问题，就需要采取一定的控制措施，对船舶轮机振动噪声加以控制，这样才能够减小噪声污染。对于振动噪声控制主要是隔离振动，减少振动能量的传递，以及隔离声音的传递，最大程度上减少振动噪声的污染。

1.常见的隔振方法，第一减振浮筏装置，减振浮筏装置是在双层隔膜之后的一项新的隔振降噪技术。所谓的浮筏装置实质是将多台设备共同安置在一个公共的中间质量上。由于船舶轮机的机械设备比较多，加上船舶舱室空间比较有限，这对隔振装置的重量和大小，都是一个考验，为了满足要求，筏架大多为金属构成。和双层隔膜相比，减震浮筏装置的最大优势就是能够安装多台频率不同和扰动力不同的设备，而双层隔膜只能够安装一台机械设备，这大大增加了减振降噪的效果。由于减振浮筏装置的尺寸比较大，因此不能将浮筏装置视为刚体简化，更多的要考虑的是浮筏装置的弹性和隔振效果。第二中低速船用主机隔振，中低速柴泊机，特别是船用主机的隔振，对弹性支撑有一定的要求，要求其固有频率较低，这对技术设计来说是有很大难度的，如果在恶劣的海域环境下，采用主机隔振船舶的稳定性是得不到保证的，由于技术难度较大，这个问题较长时间没有得到解决。上个世纪80年代，国外开始对这个问题进行研究，已经对一些客轮进行了改装，对中速大功率主机采用隔振装置。根据国外的主机隔振技术研究，国内对于隔振技术的研究主要有一下几点：首先是采用柴油机电力推动装置和可调螺距桨，使得主机的运转保持一定的速度或者速度在小范围内变动，避免惰速时固有频率低的情况发生；其次采用现场平衡技术，避免不平衡倾覆力矩的情况出现，此外还避免惰速运转时候，振幅增加太大；最后是采用了很柔软的弹性支撑装置。

2.船舶轮机内器械设备管道隔振，对于船舶轮机产生的振动噪声，有时候会通过管道传递给相邻的船舱，从而形成结构噪声，为了避免和减小振动噪声的传播，需要进行管道隔振。振动噪声主要是通过柴油机的进排气管和通风空调以及各种水泵等等传递的。因此为了消除这些振动噪声，就需要采取相应的措施，常使用的方法是在设备的进出口，根据压力和温度等等参数，采用相应的金属波纹管和橡皮管，从而达到隔离振动的效果。对于管道的支撑一般采用弹性支撑，消除舱壁的振动噪声的传递。考虑到冲击隔离，这些大型设备采用弹性装置以后，机械设备能够实现大位移抗冲击。有资料显示采用弹性支撑设备以后，管道的最大位移值可达到50毫米以上。由此可见弹性支撑系统无论是在管道隔振中，还是船舶轮机抗冲击中都起到了很大的作用。目前国内开始对管道隔振进行研究，而且也以收到一定的成效，比如管道减振原件的开发，减振原件的种类很多，比如多球体橡胶性接头和减振阀门还有阻尼弹性吊架等等。此外国内也开始对管道系统振动噪声机理进行研究，大型船舶轮机研究室也筹建成功。

3.船舶轮机噪声控制方法，首先是隔声技术和隔声罩，对于隔声技术是船舶轮机噪声控制中，常采用的一种技术，在船舶上对于隔声技术最常用的就是局部隔声集控室，和浮动地板相配合以后，可以使得隔离声音的范围达到30dB左右，根据船舶的自身条件，隔声罩也根据实际情况选定，隔声罩的类型有全隔声罩和半隔声罩以及局部隔声罩。其次阻尼降噪，为了能够控制振动能量的传递，减少振动噪声的传出，形成噪声污染，和控制结构的声辐射，需要采取一定的措施，通常情况下一下三种方式能够有效解决振动能量传递和结构的声辐射问题，分别是源头控制和声源和辐射面隔离以及降低辐射面的辐射效率。最后消声降噪，近年来船舶轮机设备上使用的消声器的种类比较繁多，比如管道消声器和通风口消声器以及排气管消声器还有电视机消声器都开始在船舶轮机设备上使用。但是由于船舶本身的空间有限，加上柴油机的功率比较大，所占的空间也比较大，这给消声器留下的空间就很小了。设计人员再设计的时候要同时兼顾大的消声量和小的阻力损失，这对设计人员来说难度比较大。目前柴油机排气消声器的研究仍然处于研究和探索中。

近年来，随着航运事业的不断发展，为了提高船舶的载重量，优化船体结构，大面积采用高强度钢，使船体结构刚度减小，使结构物在受到外激励作用的时候会产生较大且持续时间较长的振动。过高的振动会导致船体结构构件的疲劳破坏，会影响船上设备和仪表的正常工作，降低使用精度，缩短使用寿命，与相应导致的噪声一起也会影响船员的居住舒适性，产生疲劳，降低船员的工作效率和身体健康，甚至影响船舶的驾驶和操作，造成安全事故。

参考文献：

[1]杨晓婉.船舶振动噪声分析简易方法.2015

[2］郭红.船舶通液管线振动噪声分析研究.2015

[3］马玉.船舶轮机振动噪声控制综述.2015