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13600443583 摘要：振動(dòng)和噪音的檢測(cè)試驗(yàn)應(yīng)在發(fā)電機(jī)組空載、半載和滿載3種運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。帶負(fù)載時(shí)，容量因數(shù)應(yīng)為額定值（為減小室內(nèi)反射對(duì)噪聲測(cè)量結(jié)果的危害，試驗(yàn)安排在室外進(jìn)行時(shí)，如受負(fù)荷因素所限，允許負(fù)荷的容量因數(shù)為1)。取其中較差的數(shù)值作為考核數(shù)據(jù)
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康明斯發(fā)電機(jī)有限公司是一家專業(yè)服務(wù)于進(jìn)口柴油、汽油發(fā)電機(jī)組銷售；柴油發(fā)電機(jī)組維修，發(fā)電機(jī)組配件，發(fā)電機(jī)組耗材以及各類發(fā)電機(jī)組相關(guān)工程的公司，公司面向全國(guó)市場(chǎng)。現(xiàn)公司在全國(guó)各地主營(yíng)產(chǎn)品有靜音發(fā)電機(jī)組，經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目以全新柴油發(fā)電機(jī)銷售(功率范圍2KW-2000KW)、柴油發(fā)電機(jī)維修、柴油發(fā)電機(jī)出售，柴油發(fā)電機(jī)保養(yǎng)、發(fā)電機(jī)機(jī)房消音設(shè)計(jì)安裝、發(fā)電機(jī)多機(jī)并柜工程柴油發(fā)電機(jī)水冷工程、發(fā)電機(jī)ATS自動(dòng)啟動(dòng)工程等。并提供各種進(jìn)口柴油機(jī)組的配件，耗材等等!
。如對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的正確度要求不是特別嚴(yán)格時(shí)，這兩項(xiàng)試驗(yàn)最好安排在穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整特性試驗(yàn)中進(jìn)行，這樣可節(jié)約時(shí)間。否則，康明斯發(fā)電機(jī)噪音試驗(yàn)應(yīng)在符合技術(shù)要素規(guī)定的場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)時(shí)，除記錄振動(dòng)值和噪聲值外，還應(yīng)記錄發(fā)電機(jī)組的輸出電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)及試驗(yàn)環(huán)境的大氣壓、相對(duì)濕度、溫度等。
在發(fā)電機(jī)組下列部位，沿發(fā)電機(jī)組的橫向、縱向及豎直向下三個(gè)方向選用測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。檢測(cè)值的單位見(jiàn)該被試發(fā)電機(jī)組的技術(shù)條件（當(dāng)使用振幅值時(shí)，應(yīng)注意是單振幅還是雙振幅）。取各測(cè)定數(shù)值中的最大值作為試驗(yàn)結(jié)果。
試驗(yàn)時(shí)，發(fā)電機(jī)組安放地點(diǎn)可為專用的噪聲試驗(yàn)室或符合GB/T1859一2000《往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)輻射的空氣噪聲檢測(cè)工程法及簡(jiǎn)易法（內(nèi)燃機(jī)噪音功率級(jí)的測(cè)量定準(zhǔn)工程法）》中規(guī)定的普通試驗(yàn)室或室外場(chǎng)地。室外場(chǎng)地應(yīng)平坦、空曠，在以測(cè)試中心為圓心的25m半徑圓范圍內(nèi)無(wú)大的的反射物（如圍墻柴發(fā)機(jī)組的空載、半載及滿載噪聲試驗(yàn)技術(shù)要素、房屋或較大的設(shè)備等），環(huán)境噪音應(yīng)比發(fā)電機(jī)組噪音低(A)以上。試驗(yàn)時(shí)，用聲級(jí)計(jì)在發(fā)電機(jī)組兩側(cè)和發(fā)電機(jī)后端1。遠(yuǎn)處分別選型噪音最大的3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，每點(diǎn)應(yīng)重復(fù)檢測(cè)三次，每?jī)纱螠y(cè)量值之差不應(yīng)大于2dB（A)，否則應(yīng)重測(cè)。取三次的平均值作為一個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)定結(jié)果，取各測(cè)點(diǎn)測(cè)定值的平均值作為被測(cè)發(fā)電機(jī)組噪音的最結(jié)果。
以K19系列康明斯50Hz閉式柴油發(fā)電機(jī)組為實(shí)例，機(jī)組常用功率380kW，備用容量418kW。發(fā)電機(jī)速度1500轉(zhuǎn)/分鐘，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速1800轉(zhuǎn)/分鐘。降噪箱長(zhǎng)4.6m，寬1.7m，高2.4m。
測(cè)試采用LMS SCADAS Mobile多通道振動(dòng)噪音測(cè)試機(jī)構(gòu)，麥克風(fēng)的類型為GRAS 40AE，麥克風(fēng)標(biāo)定器的型號(hào)為GRAS 42AB，參數(shù)總述使用軟件。
試驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO8528-10和SO6798-1996進(jìn)行噪音測(cè)試：距離發(fā)電機(jī)組d=1m處布置15個(gè)麥克風(fēng)測(cè)試運(yùn)行組噪音，分別對(duì)機(jī)組降噪箱的長(zhǎng)寬高區(qū)域和距離排煙管外表面d=1m處的徑向設(shè)計(jì)兩個(gè)麥克風(fēng)測(cè)試排氣噪音。
試驗(yàn)利用分部運(yùn)轉(zhuǎn)法進(jìn)行聲源分離，分離出風(fēng)扇噪音、排氣噪聲和發(fā)電機(jī)缸體噪聲。操作啟停風(fēng)扇的方案分離風(fēng)扇噪音，排煙口引長(zhǎng)管至100m遠(yuǎn)處的舉措分離排氣噪音。
（1）試驗(yàn)機(jī)組常載容量為380kW，歐盟要求機(jī)組在75%常載載荷下的噪音排放不得超過(guò)98分貝（A計(jì)權(quán)聲容量級(jí)）。聲壓級(jí)和聲功率計(jì)均為A計(jì)權(quán)平均值，數(shù)據(jù)均排除為1/3倍頻程形式。
?。?）工況1測(cè)試結(jié)果，75%主用載荷下機(jī)組1m聲壓級(jí)為84.9分貝，聲容量級(jí)為104.7分貝，超過(guò)限值6.7分貝，不滿足歐盟標(biāo)準(zhǔn)要求。
?。?）對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換靜音柴油發(fā)電機(jī)，得到噪音頻譜。工況1是發(fā)電機(jī)組的噪音頻譜，機(jī)組在中高頻的寬頻帶噪聲能量偏高，且在160Hz，250Hz，500Hz，800Hz處分別有偏高的尖峰，如圖 2 所示。
（1）風(fēng)扇噪聲詳細(xì)分為葉片通過(guò)噪聲和渦流噪音。風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片周期性切割空氣，致使周圍空氣壓力脈動(dòng)發(fā)生的噪聲稱為葉片通過(guò)噪聲，其優(yōu)點(diǎn)頻率如下：
?。?）渦流噪音是指風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片帶動(dòng)周圍空氣發(fā)生渦流，因?yàn)檎硿Φ墓τ?，渦流又分裂為一系列小渦流，渦流和渦流分裂使空氣發(fā)生擾動(dòng)，空氣不斷的壓縮與稀疏，從而形成寬頻噪聲。
?。?）試驗(yàn)機(jī)組的冷卻風(fēng)扇速度1800轉(zhuǎn)/分鐘，9個(gè)葉片，葉片通過(guò)噪聲的特點(diǎn)頻率為270Hz。因?yàn)閰?shù)均已消除成1/3倍頻程參數(shù)，因此250Hz尖峰實(shí)際是270Hz的風(fēng)扇葉片通過(guò)噪音，500Hz和800Hz噪音分別是葉片通過(guò)噪聲的2階和3階諧波分量，如圖3所示。
通過(guò)啟停風(fēng)扇的途徑，分離風(fēng)扇噪聲。由工況2和4可知，當(dāng)風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，中高頻的寬頻噪音從（70～75）分貝減輕到約60分貝，250Hz/500Hz/750Hz的葉片通過(guò)噪音消失。關(guān)停風(fēng)扇后，機(jī)組1m處的聲壓級(jí)從84.9分貝減少到75.6分貝移動(dòng)發(fā)電機(jī)組，如圖2所示。
發(fā)電機(jī)的缸體噪音是因?yàn)槿紵覂?nèi)氣壓急劇上升靜音發(fā)電機(jī)組，引起發(fā)電機(jī)各部件震動(dòng)而引起的噪聲。排煙機(jī)構(gòu)噪聲主要由周期性的脈動(dòng)噪聲，渦流噪聲和空氣柱共鳴噪聲構(gòu)造。排煙噪音的低頻部分由周期性的脈動(dòng)氣流產(chǎn)生，與發(fā)電機(jī)缸體噪聲的頻率重疊。6缸發(fā)電機(jī)燃燒激勵(lì)頻率詳細(xì)是3階和6階，速度1500轉(zhuǎn)/分鐘，即75Hz和150Hz，與80Hz和160Hz相對(duì)應(yīng)，該噪音由發(fā)電機(jī)缸體噪聲和排煙噪聲共同構(gòu)成，如圖3所示。
為了辨識(shí)發(fā)電機(jī)噪音，使用排氣管尾端加裝長(zhǎng)管的對(duì)策移動(dòng)發(fā)電機(jī)組，將排氣噪音與發(fā)電機(jī)噪音分離。由工況3和工況4可知，當(dāng)把排煙引走時(shí)，機(jī)組在160Hz處的聲壓級(jí)為71.3分貝。當(dāng)排氣噪聲與發(fā)電機(jī)噪聲混合在一起時(shí)，160Hz處噪聲為72.9分貝，經(jīng)計(jì)算可得，在160Hz處排氣噪音對(duì)機(jī)組總噪聲的貢獻(xiàn)量為67.8分貝，如圖2所示。
在排煙口測(cè)試的有無(wú)消聲器的噪音數(shù)據(jù)，排氣噪聲以渦流噪音為主，中高頻噪聲能量高，經(jīng)消聲器消聲后，中高頻的噪聲衰減到65分貝以下。排煙噪音在80Hz和160Hz處有兩個(gè)尖峰，經(jīng)消聲器消聲后，80Hz和160Hz的噪音下降了約18分貝，如圖3所示。
75%常用載荷下，機(jī)組1m處聲壓級(jí)為84.9分貝，由工況2和3可計(jì)算出風(fēng)扇噪聲貢獻(xiàn)量為83.8分貝，由工況3和4可計(jì)算出發(fā)電機(jī)機(jī)體噪聲貢獻(xiàn)量為75.6分貝，排煙噪聲貢獻(xiàn)量為70.6分貝。機(jī)組內(nèi)噪聲源排序依次為：冷卻風(fēng)扇，發(fā)電機(jī)機(jī)體，排氣，如圖4所示。
根據(jù)上節(jié)聲源排序的結(jié)果，風(fēng)扇噪聲貢獻(xiàn)量最大，且低頻的風(fēng)扇噪聲較難處理，考慮從聲源處降低風(fēng)扇噪聲。
為滿足冷卻要求，保持風(fēng)量基礎(chǔ)不變靜音柴油發(fā)電機(jī)，選型將風(fēng)扇速度從1800轉(zhuǎn)/分鐘降低至1350轉(zhuǎn)/分鐘，風(fēng)扇直徑從850mm增加至880mm，同時(shí)將風(fēng)扇螺旋角從30°增加至45°。工況1與工況7是改變風(fēng)扇后的測(cè)試參數(shù)，機(jī)組1m處聲壓級(jí)從84.9分貝減少到79.6分貝，減少了5.3分貝。風(fēng)扇的葉片通過(guò)頻率從250Hz偏移到200Hz低噪音發(fā)電機(jī)組，風(fēng)扇400Hz的2階通過(guò)噪音依然有過(guò)高的峰值，中高頻的風(fēng)扇渦流噪音大大減小。
發(fā)電機(jī)機(jī)體噪音詳細(xì)集中在低頻的80Hz和160Hz，對(duì)應(yīng)發(fā)電機(jī)的3階和6階。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，3階和6階噪聲一般由發(fā)電機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生，考慮減少發(fā)電機(jī)震動(dòng)的傳遞。更換較軟的減震墊后，此時(shí)風(fēng)扇處于關(guān)停狀態(tài)，排煙噪音已隔離。80Hz處發(fā)電機(jī)的3階噪音從63.3分貝減小到了58.8分貝，160Hz噪聲從71.3分貝減少到68.5分貝。機(jī)組平均聲壓級(jí)從75.6分貝減少到了74.5分貝，降低了1.1分貝。
經(jīng)過(guò)上述的降噪措施，機(jī)組噪音在160Hz，200Hz和400Hz處仍有尖峰，為此，將消聲器增加Helmholtz諧振腔，加強(qiáng)對(duì)160Hz處的降噪，增加冷卻裝置排風(fēng)腔內(nèi)吸音棉的厚度，從原來(lái)的40mm增加至100mm。機(jī)組最終的噪音測(cè)試。結(jié)果表明，經(jīng)一系列降噪方案后，風(fēng)扇葉片通過(guò)噪聲尖峰消失，160Hz低頻排氣噪音下降1.5分貝，發(fā)電機(jī)3階噪音尖峰減小，機(jī)組平均聲壓級(jí)減少到78.3分貝，聲功率級(jí)減少到98.1分貝，滿足CE要求。
康明斯發(fā)電機(jī)公司在本文中總述了柴發(fā)機(jī)組各個(gè)噪音源和傳遞機(jī)理，從噪音源本身和傳遞路徑兩方面對(duì)噪聲進(jìn)行控制，采取減小風(fēng)扇速度、更替減震墊、增加吸音棉厚度和改進(jìn)消聲器性能等降噪舉措，并利用試驗(yàn)驗(yàn)證了所提降噪優(yōu)化舉措的有效性與可行性，降噪效果明顯，使康明斯發(fā)電機(jī)公司所開(kāi)發(fā)的重型閉式發(fā)電機(jī)組的噪聲滿足了歐盟法規(guī)要求。