1　引言

　　在气动系统中，气缸的进排气都是依靠空气分配阀来进行控制的，而空气通过分配阀排气口排入大气所产生的噪声往往比气动系统中任何一处产生的噪声都大，并且对操作工人及周围环境产生严重的伤害和污染^［2］。笔者针对该噪声存在的普遍性，危害的严重性及其治理的迫切性，对该噪声特性进行了大量试验研究，特别对该噪声控制中的消声器存在的问题及发展趋势进行了分析研究，澄清了在该噪声控制消声器方面的模糊认识，为工业实际中对这一噪声的有效控制进行了探索。

2　空气分配阀排气噪声的特性及对消声器的要求

2.1　排气噪声的分类
　　排气噪声是空气动力性噪声。根据排气噪声起伏程度大小，可将其分为稳定性排气噪声，周期性排气噪声和间歇性排气噪声3大类。
　　稳定性排气噪声是指在整个排气过程中，噪声大小基本维持不变的情况，如空压机储气罐通过其上方或下方的排气阀向大气中排气所产生的噪声。该噪声以高频为主。
　　周期性排气噪声是指排气噪声大小周期性地发生变化，并在整个过程中很大部分时间内，均有噪声存在，如内燃机工作时产生的排气噪声就是周期性排气噪声。该噪声以低频为主。
　　间歇性排气噪声是指噪声大小呈现极为明显的冲击性，在前一噪声消失后较长时间后，才产生下一个噪声脉冲，有噪声的时间比无噪声的时间少得多。气缸通过空气分配阀排气所产生的噪声就是这类噪声。泵吸油口应足够大，且应没入油箱液面以下一定深度，以防止吸油后液面下降。
　　2.2　空气分配阀排气噪声的特性
　　以20MN热模锻压力机离合器气缸通过空气分配阀排气为例，所测得的噪声结果如图1所示。经大量试验结果均与图1相似，排气前气缸内的气压越高，噪声值越大，并且在各个频率下的声压级均有增加，并且低频和高频的声压值较高，而中频较低，频谱曲线呈现马鞍形。低频噪声是由单极子源产生，高频部分由四极子源产生。并且试验结果表明，排气初期噪声最大，以后越来越小直到为零。

图1　空气分配阀排气噪声的频谱曲线

　　虽然该排气噪声中的低频部分很大，但图1表明，该低频部分的A声级都在80dB以下，高频部分的A声级很高，而目前国际上广泛采用A声级衡量一个噪声对人耳的损伤程度，所以，空气分配阀产生的排气噪声仍以高频部分为主。对其控制时，以高频为控制对象。
2.3　对空气分配阀排气噪声所用消声器的要求
　　根据该噪声的特性及工厂实际中气动装置的实际情况，特对控制该噪声用排气消声器提出以下几点要求：
　　(1)良好的高频降噪性能。
　　(2)空气动力性能好。即排气阻力小，不会因安装消声器后过分延长排气时间，甚至造成设备事故。
　　(3)抗恶劣使用环境能力强。因压缩空气中含有水、油及其他杂质，使用现场存在粉尘，所以，为了提高消声器寿命，该消声器应具有良好的抗水、油及粉尘污染的能力。此外，由于该排气冲击性强、流速高，因此消声器结构应具有良好的抗冲击、振动及抗刮飞能力。
　　(4)具有良好的结构性能，造价低，维护简单，寿命长。

3　该噪声控制用消声器常用类型及其存在的问题

3.1　小孔喷注消声器

　　中国科学院声学所的马大猷教授等学者，通过理论和实验研究，提出了小孔喷注控制噪声理论，其原理是将一个大的喷口，在保持相同排气量的前提下，改为许多小孔来代替，而小孔将高频声移到人耳不敏感的超声范围，从而达到降噪的目的。小孔喷注消声器的消声量为^［2］
　　
式中　x_A——阻塞情况0.165D／D_O
D——喷口直径(mm)，D_O＝1mm。
　　当D≤1mm时，x_A1，经变换可得^［5］
　　ΔL＝27.5－30lgD
　　由此可见，在小孔范围内，孔径减半，可使消声量提高9dB，考虑到加工小孔的难易程度，一般选直径为1～3mm的小孔较为适宜。如果孔径太大，小孔的消声效果很差。
　　如果小孔间距较小，气流通过小孔后还会再汇合成大的喷注，从而使消声效果变差。为此，小孔喷注时孔的中心距应取5～10倍的孔径(喷注前主压越高，孔中心距就要越大)，而孔中心距的最低值为