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柴油发电机组的噪音怎样控制

2020-12-25 11:35:27

  柴油发电机的噪声通常由以下几点引起:进排气引起的气动噪声、柴油发电机组的燃烧噪声、运行过程中机械部件振动引起的机械噪声。柴油发电机组的噪声成分复杂,通常是由各种噪声组合而成的噪声源。在噪声传播和辐射方式上,柴油机噪声的主要来源一般是气动噪声和表面辐射传播噪声。根据柴油发电机产生噪声的原因。柴油机组的表面辐射噪声也可分为柴油燃烧产生的噪声和机械部件运行产生的噪声。


  一、柴油发电机组噪声源分析


  (a)空气动力噪音


  柴油机机组运行过程中,由于空气的扰动,在空气和柴油机机组之间产生噪声,直接对外界产生辐射,包括:排气系统噪声、进气系统噪声、柴油机冷却风扇旋转噪声。


  (1)排气系统噪音。柴油发电机组直接的噪声源是排气系统产生的噪声,强度更强,其噪声值比正常发动机噪声高10~15dB(A)左右。发电机组运行过程中,高温高压废气应连续排放。根据发电机组的运行状态,排气系统在排气时有两个阶段,即发电机组自由排气和发电机组强制排气。当发电机组的废气从排气阀排出时,会从排气管流向消声器。通过尾部排气管排入空气,整个排气过程会产生大量的排气噪声,这也是柴油发电机组的主要噪声源。通过对排气过程中产生的噪声进行分析,发现噪声源的成分复杂,包括单位时间排气次数频移产生的噪声、排气管内排气共振产生的噪声和排气射流产生的吹气噪声。影响发电机组排气系统噪声的主要原因是发动机气缸内压、排气系统管径、发电机组额定排量、发电机组运行速度和工作负荷等。增加发电机组的工作负荷或提高发动机转速会增加气体的流量,从而导致排气噪声的增加。

柴油发电机组的噪音怎样控制

  (2)进气系统噪声。进气系统产生的噪声作为柴油发电机组的主要噪声之一,主要是由于进气口根据发电机组的进气需求连续开关关闭,导致进气系统压力和噪声不断变化。进气系统工作时,进气管内会形成一定的压力脉冲,导致进气系统产生周期性噪声。这种噪声的音频范围一般在200Hz左右,当气流进入系统时,会通过进气管道流动,导致开球。这种情况会导致发动机进气系统形成高频噪声。通常进气管道内的气流是不断变化的,所以这种噪声的频带也是相对固定的,一般浓度范围在1000Hz左右。当进气循环和进气系统中气柱的噪声频率一致时,就会发生气流共振,导致进气系统的噪声增大。不同的增压器对不同的发电机组有不同的噪声,涡轮增压发电机组的噪声强度与非涡轮增压发电机组的噪声强度明显不同。这是由于涡轮增压发电机组转速相对较高,导致发动机进气系统空气切割产生的气流相对较强,产生高频噪声,这种噪声的频率分布范围一般在500 ~ 10000Hz之间。


  (2)表面辐射噪声


  严格意义上来说,柴油发电机组的表面辐射噪声是很难区分的,燃烧噪声一般是指柴油在气缸内燃烧产生的压力振动作用于整个气缸的机械部分,从而向外辐射出一定的噪声。但是,发电机组的机械部分在运行过程中会不断碰撞,产生机械噪声。通常,当发电机组转速较低时,燃烧噪声高于机械噪声。


  二、柴油发电机噪声控制措施


  (a)空气动力噪音控制


  (1)排气系统噪声控制


  进行柴油发电机组噪声控制时,排气系统噪声可分两级安装在消声器前,在原一级消声器控制下,可有效降低排气系统噪声。当排气系统的排气管长度超过10米时,需要增加其管径,可以有效降低发电机组的排气压力。同时,机房内的噪声可以降低噪声向室外扩散的强度,从而满足相关的噪声环保要求。设计消声器时,应充分考虑柴油发电机组在运行中产生的较高温度、压力和高速气流。在这种运行状态下,高强度的压力、温度和气流都会对消声器产生影响。其中影响大的因素是气流的冲击,主要影响的是消声器的整体消声元件。气流的高速冲击会使消声器产生振动,辐射噪声。所以消声器的选择很重要。如果消声器的结构不科学或设计加工过程不达标,消声器的消声能力就会受到影响。从长远来看,还会对消声器造成一定的损害,导致消声器消声性能的丧失或消声能力大大降低。


  (2)进气系统噪声控制


  在进行进气系统的噪声控制时,由于柴油发电机组通常会加装空气过滤器,这样能够使空气在进气系统内产生的噪声有效降低,成为柴油发电机组整体噪声中较弱的噪声声源。但是在发动机整体的噪声得到有效的控制之后,进气系统的噪声就成为了发电机组的主要噪声来源。这就需要选择具备有效降噪能力的进气噪音消声器,可以通过将进气噪声消声器与空气过滤器有效结合的方式,对整个进气系统进行完善的设计。在不影响发电机组工作性能的前提下,使其不但能够满足空气过滤的需求,还可以对进气系统的噪声进行有效的控制。这种方式是进气系统噪声控制中有效的方法。


  (二)发电机组表面辐射噪声


  由于发电机组的性能对柴油发动机的表面辐射噪声控制产生了较大的限制。因此,单纯的从技术角度控制表面辐射噪声具有很大的难度。一般情况下,可以通过对发动机组的结构结构上进行调整可以有效的降低噪声,以起到降低柴油发电机组整体噪声的目的。主要措施有对发电机组的结构强度进行适当的增强,加大发电机组的阻尼,通过这种方式可以使发电机组在运行状态下,有效降低机械噪音和燃烧噪音的音源共振情况,还能减少发电机组整体结构的表明响应程度。同时,对噪声辐射的表面面积在不影响发电机组运行的情况下进行缩减,对辐射噪声也能够进一步的进行控制。


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