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[摘 要]随着我国经济建设的不断加快，在国际港口和超大型物流集散中心搬运货物时，叉车发挥了非常重要作用。但由于叉车使用过程中会产生出非常大的噪音，给工作人员带来很大的困扰。为此，本文以内燃机叉车为研究对象，分析影响叉车排气消声器发挥功用的主要因素，并希望借此文对大家针对内燃机叉车的排气消声器做结构性改善有所帮助。
[关键词]内燃式叉车；排气消声器；流速与温度
中图分类号：TH242 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0349-01
引言：
在叉车使用过程中发出的巨大噪音不仅会分散操作人员的注意力，也会影响周边工作人员的听力。所以如何有效的降低叉车的排气噪音成为了当下消声器设计制造的主要问题。目前主流的排气消声器主要有阻性消声器、抗性消声器和符合型的消声器，而本文提出的内燃式叉车主要采取的是抗性消声器。
一、内燃式叉车排气消声器
由于内燃式发动机在工作时排出大量高温气体，气体在通过共振管道时产生一定的噪音、在排气尾管的出气口由于空气的流速造成的吹起噪音，还有就是高温气体在管道内由于涡旋产生的废气噪音。而内燃机产生的主要是中低频段的噪音污染，为此我们可以通过仿真模拟实验来分析影响消声器消声效果的大致原因，通过对实验数据的分析，在以后的内燃机叉车排气消声器的设计制造中，就要合理的优化相关的结构和制造工艺，不断提高消声器的消声能力，将内燃机叉车产生的噪音污染降低到最低，为实际的现场施工营造一个良好的工作环境[1]。
内燃式叉车排气消声器的主要结构有发动机进气管道、进气管穿孔结构、声波共振腔、小孔消声机构、大扩张腔、中间气体管道穿孔结构和尾部的出气管。在不同的消声结构中利用各自不同的消声功能对穿过该结构的高温气流能量进行有效的吸收和削弱，已达到降低叉车排气噪音污染的目的。
二、影响叉车排气消声器使用的几点要素
（一）空气的流速
随着科学技术的发展，设计师可以依靠仿真模拟的方法来对影响排气噪音的空气流速进行有效的研究。
如上图所示，我们常见的一款消声器，当进气气流的速度为100米每秒流入进气管，由于上部结构是部分闭合的，一小部分气流会以大于100米每秒的速度流入第三腔，在其内部经过复杂的涡旋之后，会以150米每秒的速度流向第二腔体，在后续的气体汇合后流入第一腔，最后汇合的气流以稳定的92米每秒的速度流向大气[2]。同样的通过仿真模拟实验，可以得出不同数据的气体流速会产生不同的噪音污染。
（二）工作的温度
通过仿真模拟实验，发现在气流刚开始进入进气管温度是非常高的，产生的噪音也非常的大。但随着高温气体在第一腔体、第二腔体和第三腔体的来回消耗，温度得到了下降。在经过小孔消声结构和共振消声结构的能量消耗下，最终排气管的温度稳定在一个合适的范围，并且产生的噪音也减少了许多。
（三）共振腔的功用
共振腔顾名思义就是利用声波的共振原理来达到消耗废气能量，以降低废气噪音的作用。一般情况下内燃机叉车都是采取的单孔共振结构，当高温废气流入共振腔体时，根据电脑设置释放与进入废气相同频率的声波。以促使两股声波产生共振物理作用，这样声波的振动会增强许多。
（四）扩张腔的功用
当排气气体流入扩张腔时，伴随着声波也同时进入到扩展腔。在声波进入之后冲向扩张腔的一侧管壁，声波会经过管壁反射出来，再到达另一侧的管壁。由于两者管壁的相位有偏差，这样就可以使反射出来的声波相互抵消，消耗声波的能量。由于扩张腔的功用可以有效的降低废气的噪音，为此，在一些内燃气的排气消声器中进行了有效的安装，并通过串联或者并联的方式来达到增强扩张腔消声的功用。当然也要合理考虑扩张腔的管道长度和管内特殊相位设计的合理性。
三、新型内燃式叉车排气消声器的结构优化设计
（一）增加小孔数量
通常情况下，内燃叉车消声器腔体内部管路小孔数量的多少与产生噪音的大小成一个衰减的关系。而当小孔结构的孔径过大时，会影响到整体消声器的消声效果，并且孔径越大消声器的降噪消音的效果就越差。当小孔的孔径较小且间距过小时，声波不能完全的散发，造成声波的叠加生成的噪音。由此我们可以看出在增加小孔的数量和小孔的布局上，要根据实际的排气气体情况来进行设计，合理的缩小小孔的直径、重新排列小孔的位置控制好小孔的间距、适当延长小孔的总长度，这样多方面的调整才能达到最好的消声效果。
（二）穿孔率的合理控制
在共振频率的作用中孔径、穿孔率和管道的长度，都影响着共振结构的消声效果。当穿孔率过高时，共振结构的低频消声效果就不佳，只有当穿孔率下降的时候，共振腔的消声作用呈上升趋势[3]。一般来说，内燃机叉车排气消声器的穿孔率要不小于百分之零点二，不大于百分之二十，这样就可以将废气气流产生的噪音控制在合理的范围之內。
（三）串联或者并联共振腔体
由于单个的共振腔体起到的消声效果毕竟有限，为此，我们不仅要提高单个腔体共振频率，还要实现多个腔体消声效果叠加的消声目的。一般来说内燃机排气消声器的外部结构有限制，不能实现太大的改变。我们可以在进气管、扩张管和小孔管的连接管道内，设计细小的共振管道，这样让废气气流在流经每一个管道时，都会产生一定的共振消声效果，以此来达到串联共振腔体增强消音目的。而并联与之不同的就是在一二三腔体内，设置互不影响的共振频率开关，这样在气流进入各个腔体后，各部门气流同时收到共振作用，降低气流的能量，实现并联消声的最终目的。
（四）耐高温材料的使用
内燃式叉车在工作过程中会排放出高温高压力的气流，在整个消声器的工作中，高温会降低消声器的使用寿命，增加叉车后期的维修成本[4]。为此我们在选择消声器材料时可以考虑使用耐高温的玻璃纤维，这样在处理高温气流时，不仅可以使各个消声结构的作用充分发挥，而且耐高温的特性也可以让各个结构的使用寿命得到延长，提高单个内燃机的经济效益。
（五）声波传递路径的改善
由于以前固有的声波传递方式，一定程度上限制了消声器的功用。我们把排气空气阻力控制在标准内，以便取消以前为了增加空阻而设置的微小孔管。并且在进气管和排气管的管道内各自加入一个可调节隔板，这样就非常方便的为进气和排气增加了一个腔室，改变了以往的气流传递路径。在条件允许的情况下，我们还可以增加抗性腔体的结构长度，使废气气流在腔体内可以达到更好的消声效果。
四、结束语
综上所述，我们可以大致了解到针对内燃机叉车噪音污染我们可以有许多方面进行着手改进。影响消声器的主要因素大致有共振腔体的结构设计、扩张腔体的结构设计和废气气流传递的管道路径等等。我们可以根据仿真模拟实验来对比以上影响消声器几大因素的生成原因，再依据实验数据来制定出合理的设计改进方案，来不断提高内燃机叉车排气消声器的消声能力。
参考文献
[1] 沈先明.内燃式叉车排气消声器结构优化设计[J].安徽科技，2016，04：52-53.
[2] 王志刚，游红武，翁浩，朱甫宏，翁泽宇.考虑流场和温度场影响的内燃叉车排气消声器改进设计[J].机电工程，2016，3308：944-949.
[关键词]内燃式叉车；排气消声器；流速与温度
中图分类号：TH242 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0349-01
引言：
在叉车使用过程中发出的巨大噪音不仅会分散操作人员的注意力，也会影响周边工作人员的听力。所以如何有效的降低叉车的排气噪音成为了当下消声器设计制造的主要问题。目前主流的排气消声器主要有阻性消声器、抗性消声器和符合型的消声器，而本文提出的内燃式叉车主要采取的是抗性消声器。
一、内燃式叉车排气消声器
由于内燃式发动机在工作时排出大量高温气体，气体在通过共振管道时产生一定的噪音、在排气尾管的出气口由于空气的流速造成的吹起噪音，还有就是高温气体在管道内由于涡旋产生的废气噪音。而内燃机产生的主要是中低频段的噪音污染，为此我们可以通过仿真模拟实验来分析影响消声器消声效果的大致原因，通过对实验数据的分析，在以后的内燃机叉车排气消声器的设计制造中，就要合理的优化相关的结构和制造工艺，不断提高消声器的消声能力，将内燃机叉车产生的噪音污染降低到最低，为实际的现场施工营造一个良好的工作环境[1]。
内燃式叉车排气消声器的主要结构有发动机进气管道、进气管穿孔结构、声波共振腔、小孔消声机构、大扩张腔、中间气体管道穿孔结构和尾部的出气管。在不同的消声结构中利用各自不同的消声功能对穿过该结构的高温气流能量进行有效的吸收和削弱，已达到降低叉车排气噪音污染的目的。
二、影响叉车排气消声器使用的几点要素
（一）空气的流速
随着科学技术的发展，设计师可以依靠仿真模拟的方法来对影响排气噪音的空气流速进行有效的研究。
如上图所示，我们常见的一款消声器，当进气气流的速度为100米每秒流入进气管，由于上部结构是部分闭合的，一小部分气流会以大于100米每秒的速度流入第三腔，在其内部经过复杂的涡旋之后，会以150米每秒的速度流向第二腔体，在后续的气体汇合后流入第一腔，最后汇合的气流以稳定的92米每秒的速度流向大气[2]。同样的通过仿真模拟实验，可以得出不同数据的气体流速会产生不同的噪音污染。
（二）工作的温度
通过仿真模拟实验，发现在气流刚开始进入进气管温度是非常高的，产生的噪音也非常的大。但随着高温气体在第一腔体、第二腔体和第三腔体的来回消耗，温度得到了下降。在经过小孔消声结构和共振消声结构的能量消耗下，最终排气管的温度稳定在一个合适的范围，并且产生的噪音也减少了许多。
（三）共振腔的功用
共振腔顾名思义就是利用声波的共振原理来达到消耗废气能量，以降低废气噪音的作用。一般情况下内燃机叉车都是采取的单孔共振结构，当高温废气流入共振腔体时，根据电脑设置释放与进入废气相同频率的声波。以促使两股声波产生共振物理作用，这样声波的振动会增强许多。
（四）扩张腔的功用
当排气气体流入扩张腔时，伴随着声波也同时进入到扩展腔。在声波进入之后冲向扩张腔的一侧管壁，声波会经过管壁反射出来，再到达另一侧的管壁。由于两者管壁的相位有偏差，这样就可以使反射出来的声波相互抵消，消耗声波的能量。由于扩张腔的功用可以有效的降低废气的噪音，为此，在一些内燃气的排气消声器中进行了有效的安装，并通过串联或者并联的方式来达到增强扩张腔消声的功用。当然也要合理考虑扩张腔的管道长度和管内特殊相位设计的合理性。
三、新型内燃式叉车排气消声器的结构优化设计
（一）增加小孔数量
通常情况下，内燃叉车消声器腔体内部管路小孔数量的多少与产生噪音的大小成一个衰减的关系。而当小孔结构的孔径过大时，会影响到整体消声器的消声效果，并且孔径越大消声器的降噪消音的效果就越差。当小孔的孔径较小且间距过小时，声波不能完全的散发，造成声波的叠加生成的噪音。由此我们可以看出在增加小孔的数量和小孔的布局上，要根据实际的排气气体情况来进行设计，合理的缩小小孔的直径、重新排列小孔的位置控制好小孔的间距、适当延长小孔的总长度，这样多方面的调整才能达到最好的消声效果。
（二）穿孔率的合理控制
在共振频率的作用中孔径、穿孔率和管道的长度，都影响着共振结构的消声效果。当穿孔率过高时，共振结构的低频消声效果就不佳，只有当穿孔率下降的时候，共振腔的消声作用呈上升趋势[3]。一般来说，内燃机叉车排气消声器的穿孔率要不小于百分之零点二，不大于百分之二十，这样就可以将废气气流产生的噪音控制在合理的范围之內。
（三）串联或者并联共振腔体
由于单个的共振腔体起到的消声效果毕竟有限，为此，我们不仅要提高单个腔体共振频率，还要实现多个腔体消声效果叠加的消声目的。一般来说内燃机排气消声器的外部结构有限制，不能实现太大的改变。我们可以在进气管、扩张管和小孔管的连接管道内，设计细小的共振管道，这样让废气气流在流经每一个管道时，都会产生一定的共振消声效果，以此来达到串联共振腔体增强消音目的。而并联与之不同的就是在一二三腔体内，设置互不影响的共振频率开关，这样在气流进入各个腔体后，各部门气流同时收到共振作用，降低气流的能量，实现并联消声的最终目的。
（四）耐高温材料的使用
内燃式叉车在工作过程中会排放出高温高压力的气流，在整个消声器的工作中，高温会降低消声器的使用寿命，增加叉车后期的维修成本[4]。为此我们在选择消声器材料时可以考虑使用耐高温的玻璃纤维，这样在处理高温气流时，不仅可以使各个消声结构的作用充分发挥，而且耐高温的特性也可以让各个结构的使用寿命得到延长，提高单个内燃机的经济效益。
（五）声波传递路径的改善
由于以前固有的声波传递方式，一定程度上限制了消声器的功用。我们把排气空气阻力控制在标准内，以便取消以前为了增加空阻而设置的微小孔管。并且在进气管和排气管的管道内各自加入一个可调节隔板，这样就非常方便的为进气和排气增加了一个腔室，改变了以往的气流传递路径。在条件允许的情况下，我们还可以增加抗性腔体的结构长度，使废气气流在腔体内可以达到更好的消声效果。
四、结束语
综上所述，我们可以大致了解到针对内燃机叉车噪音污染我们可以有许多方面进行着手改进。影响消声器的主要因素大致有共振腔体的结构设计、扩张腔体的结构设计和废气气流传递的管道路径等等。我们可以根据仿真模拟实验来对比以上影响消声器几大因素的生成原因，再依据实验数据来制定出合理的设计改进方案，来不断提高内燃机叉车排气消声器的消声能力。
参考文献
[1] 沈先明.内燃式叉车排气消声器结构优化设计[J].安徽科技，2016，04：52-53.
[2] 王志刚，游红武，翁浩，朱甫宏，翁泽宇.考虑流场和温度场影响的内燃叉车排气消声器改进设计[J].机电工程，2016，3308：944-949.