靜音發(fā)電機(jī)組水冷消聲器關(guān)鍵技術(shù)

目前，國內(nèi)的低噪音集裝箱式柴油發(fā)電機(jī)組均采用的是風(fēng)冷式排氣消聲器，對于水冷式消聲器尚屬起步階段，在研制過程中須解決以下幾個方面的主要問題: ①內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計; ②原材料的合理選擇; ③降噪與散熱的綜合控制。

1、靜音發(fā)電機(jī)組內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計

一般而言，抗性消聲器可以較好地消除中低頻噪聲，高頻消聲效果較差; 阻性消聲器的可以較好消除中高頻噪聲，低頻消聲效果較差; 而采用阻抗復(fù)合型消聲器既能消除高頻噪聲，也能消除中低頻噪聲，較好地控制全頻段噪聲。在阻抗復(fù)合消聲基礎(chǔ)上，增加水冷循環(huán)散熱結(jié)構(gòu)，構(gòu)成阻抗復(fù)合型水冷式消聲器，可以有效地減少消聲器表面對外的熱輻射，降低隔聲罩內(nèi)部溫度，大大簡化隔聲罩結(jié)構(gòu)，減小整機(jī)的體積和重量，降低隔聲罩制造成本，大幅度提高噪聲控制水平。

為了達(dá)到我們需要的降噪效果，水冷式阻抗復(fù)合型消聲器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要經(jīng)過系統(tǒng)的設(shè)計、計算、實(shí)驗、測試等階段。設(shè)計當(dāng)中，抗性消聲器主要利用形狀、尺寸不同的管道與共振腔或擴(kuò)張腔的適當(dāng)組合，使聲波在管道、共振腔或擴(kuò)張室內(nèi)部反射和干涉，從而降低廢氣的噪聲。阻性消聲器利用消聲器內(nèi)壁布置的吸聲結(jié)構(gòu)，填充吸聲材料，可以吸收部分傳播聲能，可以較好地消除中高頻噪聲。在消聲器內(nèi)腔與外殼之間合理設(shè)置水套夾層，使水管與發(fā)電機(jī)組的循環(huán)冷卻連接，使通過消聲器的廢氣熱量被水套冷卻水帶出，同時可以降低廢氣沖擊單層消聲器壁面時產(chǎn)生的噪聲。

2、靜音發(fā)電機(jī)組原材料的合理選擇

由于柴油發(fā)電機(jī)組排出的廢氣有溫度高、流速大、腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，對排氣消聲器原材料的選擇也需要有特定的要求。

( 1) 耐高溫、耐腐蝕、耐氣流沖擊，有一定的機(jī)械性能，工作可靠，使用壽命長;

( 2) 根據(jù)水冷式的特點(diǎn)，某些部分還需要進(jìn)行防銹處理;

( 3) 吸聲材料的選擇，除考慮吸聲性能外，還要考慮施工方便、經(jīng)濟(jì)耐用，在特殊環(huán)境下( 如高溫、潮濕、有腐蝕氣體等) 還應(yīng)考慮耐熱、防潮、耐腐蝕等方面的問題。圖 4 為阻性管式消聲器形式圖，表 3 為內(nèi)襯 5 cm 厚聚氨酯聲學(xué)泡沫吸聲層的不同規(guī)格、方形 1 m 長管式消聲器的消聲量。

表 3不同規(guī)格、內(nèi)襯 5 cm 厚的聚氨酯聲學(xué)泡沫吸聲層的倍頻帶消聲量

3、靜音發(fā)電機(jī)組降噪與散熱的綜合控制

水冷式阻抗復(fù)合型消聲器最大的優(yōu)點(diǎn)就是既能降噪，又能降低機(jī)組溫度。降噪與散熱的綜合控制正是它的重要研究部分。

消聲器的主要功能就是降噪，排氣口排出的廢氣通過消聲器的進(jìn)氣口進(jìn)入消聲器內(nèi)腔，在消聲器內(nèi)腔與外殼之間設(shè)置的水套夾層，通過水管與發(fā)電機(jī)組的循環(huán)冷卻連接，使通過消聲器的廢氣熱量被水套冷卻水帶出，避免向隔聲罩內(nèi)部散發(fā)熱量，以降低在隔聲罩內(nèi)部的熱量散發(fā)，同時可以降低廢氣沖擊單層消聲器壁面時產(chǎn)生的噪聲。

據(jù)降噪設(shè)計需求，合理的確定水套的容積、位置、與內(nèi)腔的接觸面積，合理的控制水循環(huán)的流量，流速等，均是需要我們進(jìn)行研究的問題。