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13600443583風(fēng)冷式柴油發(fā)電機(jī)組以其良好的低溫啟動(dòng)性能及適應(yīng)性得到快速發(fā)展,柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急備用電源在通信、醫(yī)療及軍用產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用,尤其在軍用中對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的高低溫性能及噪音有很高要求。風(fēng)冷式機(jī)組除自身的冷卻風(fēng)扇外還需要根據(jù)機(jī)組整體散熱要求選擇安裝合適風(fēng)量的軸流式冷卻風(fēng)扇,風(fēng)扇本身及機(jī)組靜音箱通風(fēng)口會(huì)產(chǎn)生較高的噪音。大功率機(jī)組冷卻方式基本都采用水冷式,對(duì)小功率且外形尺寸有嚴(yán)格限定的機(jī)組,風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)小巧的體積就顯示出優(yōu)勢(shì),在風(fēng)冷式發(fā)電機(jī)組降噪研究方面,康明斯等國(guó)際領(lǐng)先品牌風(fēng)冷機(jī)組噪聲值相對(duì)較高,為了在靜音領(lǐng)域的絕對(duì)領(lǐng)先,康明斯更全面的對(duì)風(fēng)冷式柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行降噪研究,提升康明斯風(fēng)冷式柴油發(fā)電機(jī)組整體性能具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。
一、風(fēng)冷式柴油發(fā)電機(jī)組噪聲分析及降噪措施
1、噪聲源分析
柴油發(fā)電機(jī)組主要由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)及控制系統(tǒng)組成,不加任何降噪措施時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲聲壓等級(jí) 1m處一般在90dB~120dB,必須對(duì)其進(jìn)行全局噪聲控制,靜音機(jī)箱是降低機(jī)組噪聲的有效技術(shù)手段。風(fēng)冷式柴油發(fā)電機(jī)組的噪聲主要分為以下五類。:
(1)內(nèi)燃機(jī)排煙噪聲是一種高溫、高速的脈動(dòng)性氣流噪聲,該噪聲成分復(fù)雜,頻率帶寬,并包含大量熱能,是機(jī)組噪聲控制的重點(diǎn)與難點(diǎn)。
(2)排氣噪聲指靜音箱體出風(fēng)口處噪聲,包括排風(fēng)噪聲、氣流噪聲和風(fēng)扇噪聲等。因靜音機(jī)箱普遍采用強(qiáng)制排風(fēng)方式,使得噪聲向箱體外傳播,該處噪聲源較多,各處噪聲頻率分布不同,噪聲聲級(jí)較高。
(3)進(jìn)氣噪聲泛指靜音箱體進(jìn)氣處噪聲,包括發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣噪聲和靜音箱體通風(fēng)口處進(jìn)氣噪聲,與進(jìn)氣管的長(zhǎng)度、空氣過濾器及靜音箱體開口形式有關(guān)。
(4)燃燒噪聲指發(fā)動(dòng)機(jī)在工作狀態(tài)下通過缸體表面輻射的噪聲。燃燒噪聲的峰值僅與轉(zhuǎn)速、缸數(shù)、沖程及制造精度有關(guān)。
(5)機(jī)械噪聲是機(jī)組工作時(shí)振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲,大部分機(jī)組雖有減振措施,但不可避免會(huì)造成靜音機(jī)箱內(nèi)部共振,產(chǎn)生低頻噪聲。
2、靜音發(fā)電機(jī)組主要降噪技術(shù)措施
對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行噪聲控制,首先要減小各聲源處噪聲,而后再對(duì)機(jī)組全局進(jìn)行噪聲綜合控制,根據(jù)各處噪聲不同的產(chǎn)生機(jī)理,主要有以下四種與之相適應(yīng)的降噪措施。
(1)消聲措施
機(jī)組排氣采用消聲器,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排煙噪聲特性,消聲器有阻性消聲器、抗性消聲器和阻抗復(fù)合型消聲器,通過排煙通道及擴(kuò)張室的合理設(shè)計(jì),可以達(dá)到良好的降噪效果。
(2)隔聲措施
對(duì)于靜音及超靜音發(fā)電機(jī)組,發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲是最主要的噪聲源,采用各類隔聲材料來隔離噪音是最有效的技術(shù)手段。材料隔聲效果隨隔聲材料面密度的增大而越來越好,在實(shí)際設(shè)計(jì)中要根據(jù)隔聲量選用合適的隔聲材料及設(shè)計(jì)厚度。
(3)吸聲措施
除隔聲材料的使用外,對(duì)傳到靜音箱體內(nèi)壁的噪聲要利用吸聲材料作為內(nèi)襯來吸收入射到其上的聲波能量,從而減弱反射聲波能量,降低機(jī)組噪聲。常采用吸聲材料有玻璃棉、聚氨酯泡沬塑料和巖棉板等。這些材料為多孔性吸聲材料,當(dāng)聲波入射到材料表面,引起材料空腔中空氣和微小纖維的振動(dòng),內(nèi)摩擦和粘滯阻力使一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能[4],提高了中、低頻聲波的吸聲效果。
(4)減振措施
發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的工作會(huì)使發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng),由此引發(fā)的機(jī)械振動(dòng)不僅產(chǎn)生噪聲,而且降低了機(jī)組的使用性能,必須采用減震器或隔振器對(duì)機(jī)組做減振處理[5,6]。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮機(jī)組振動(dòng)頻率與減振器振動(dòng)頻率,使固有頻率隔開,避免共振。