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您當前位置：網(wǎng)站首頁 > 新聞中心 > 公司動態(tài)柴油發(fā)電機機組噪聲控制一
時間：2014/9/22 17:47:32 來源：鷹潭市康輝機電有限公司 瀏覽率：
現(xiàn)代城市中的電信企業(yè)因本身行業(yè)的特點，通信設備的運行必須做到萬無一失。為保證交換機等通信設備的不間斷運行，一般多采用柴油發(fā)電機組做為自己的備用電源，一旦市電發(fā)生供電故障，即刻啟動柴油發(fā)電機組，通過市電/油機轉換屏（ATS）進行切換，由柴油發(fā)電機組對通信設備提供電源，以保障電信業(yè)務的正常運行。
由于電話局大部分處在人口密集的地區(qū)，這些地區(qū)對環(huán)境的要求很高，而柴油發(fā)電機組噪聲往往成為周圍環(huán)境噪聲的主要污染源。當前社會對環(huán)保要求越來越高，如何有效地控制其噪聲污染是一項有難度，同時又具有很大推廣價值的工作，這也是我們通信建設的一項主要工作，應得到更多的重視。為了做好這項工作，首先要對柴油發(fā)電機組噪聲的構成進行了解和分析。
1 聲源分析
柴油機噪聲是一個由多種聲源構成的復雜聲源，按照噪聲輻射方式，柴油機噪聲可以分為空氣動力噪聲和表面輻射噪聲。按照產(chǎn)生的機理，柴油機表面輻射噪聲又可以分為燃燒噪聲和機械噪聲。其中空氣動力噪聲為主要噪聲源。
1．1 空氣動力噪聲
空氣動力噪聲是由于氣體的非穩(wěn)定過程，即由氣體的擾動以及氣體與物體的相互作用而產(chǎn)生的。直接向大氣輻射的空氣動力噪聲包括：進氣噪聲、排氣噪聲、冷卻風扇噪聲。
1．1．1進氣噪聲
進氣噪聲是柴油機的主要空氣動力噪聲之一，它是由進氣門的周期性開啟與閉合而產(chǎn)生的壓力起伏變化而形成的。當進氣門開啟時，在進氣管中產(chǎn)生一個壓力脈沖，而隨著活塞的繼續(xù)運動，它受到阻尼；當進氣門關閉時，同樣產(chǎn)生一個有一定持續(xù)時間的壓力脈沖。于是產(chǎn)生了周期性的進氣噪聲。其噪聲頻率成分主要集中在200 Hz以下的低頻范圍。與此同時，當氣流以高速流經(jīng)進氣門流通截面時，產(chǎn)生湍流脫體，導致高頻噪聲的產(chǎn)生，由于進氣門通流截面是不斷變化的，因此湍流噪聲具有一定的頻率范圍，主要集中在1 000 Hz以上的高頻范圍。進氣管空氣柱的固有頻率與周期性進氣噪聲的主要頻率相一致時，空氣柱的共振噪聲在進氣噪聲中也會較為突出。
對于采用渦輪增壓的發(fā)動機，由于渦輪增壓器的轉速一般較高，因此其進氣噪聲明顯高于非渦輪增壓的發(fā)動機。渦輪增壓器的噪聲是由于葉片周期性地切割空氣產(chǎn)生的旋轉噪聲和高速氣流形成的湍流噪聲而形成的，是一種連續(xù)性的高頻噪聲，主要分布在500~10 000 Hz的頻率范圍。目前我公司大部分采用渦輪增壓的發(fā)動機。
進氣噪聲與發(fā)動機的進氣方式、進氣門結構、缸徑、凸輪型線等設計因素有關。對于同一臺發(fā)動機來說，受轉速的影響最大，轉速提高一倍可導致進氣噪聲增加10~l5dB（A）。 1．1．2 排氣噪聲
排氣噪聲是發(fā)動機噪聲中最主要的聲源，其噪聲一般要比發(fā)動機整機噪聲高出10~15dB（A）。發(fā)動機排氣屬高溫（800~l000℃）、高壓（3~4個大氣壓）氣體。排氣過程一般分為兩個階段，即自由排氣階段和強制排氣階段。發(fā)動機廢氣從排氣門高速沖出，沿著排氣歧管進入消聲器，最后從尾管排入大氣，在這一過程中產(chǎn)生了寬頻帶的排氣噪聲。
排氣噪聲包含了復雜的噪聲成分：以單位時間內排氣次數(shù)為基頻的排氣噪聲、管道內氣柱共振噪聲、排氣歧管處的氣流吹氣噪聲、廢氣噴注和沖擊噪聲、汽缸的亥姆霍茲共振噪聲、卡門渦流噪聲及排氣系統(tǒng)內部的湍流噪聲等。
影響發(fā)動機排氣噪聲的主要因素有：汽缸壓力、排氣門直徑、發(fā)動機排量及排氣門開啟特性等。對同一臺發(fā)動機來說，發(fā)動機轉速和負荷是影響其排氣噪聲的最主要因素。
1．1．3 冷卻風扇噪聲
風扇噪聲由旋轉噪聲和湍流噪聲構成。旋轉噪聲是由于風扇的葉片周期性地切割空氣，引起空氣的壓力脈動產(chǎn)生的，以葉片通過頻率為基頻，并伴有高次諧波。湍流噪聲是由于風扇運動導致的周圍空氣發(fā)生湍流脫體，使空氣發(fā)生擾動，形成氣體的壓縮與稀疏過程而形成的，是一個寬頻帶噪聲。
冷卻風扇噪聲受轉速的影響最大，轉速提高一倍可導致其聲級增加10~15dB（A）。在低速時風扇噪聲要比發(fā)動機噪聲低很多，而在高速時，往往會成為主要的噪聲源。目前我公司使用的柴油發(fā)動機轉速多為1 500轉/分鐘，屬于高轉速油機。
1．2 表面輻射噪聲
燃燒噪聲和機械噪聲很難嚴格區(qū)分，通常將由于氣缸內燃燒所形成的壓力振動通過缸蓋、活塞-連桿-曲軸-機體向外輻射的噪聲稱之為燃燒噪聲。將活塞對缸套的撞擊，正時齒輪、配氣機構、噴油系統(tǒng)等運動件之間的機械撞擊振動而產(chǎn)生的噪聲叫作機械噪聲。一般直噴式柴油機燃燒噪聲要高于機械噪聲，而非直噴式柴油機的機械噪聲則高于燃燒噪聲，但是低速運轉時燃燒噪聲都高于機械噪聲。 2 噪聲控制措施
由于電話局大部分處在人口密集的地區(qū)，這些地區(qū)對環(huán)境的要求很高，而柴油發(fā)電機組噪聲往往成為周圍環(huán)境噪聲的主要污染源。當前社會對環(huán)保要求越來越高，如何有效地控制其噪聲污染是一項有難度，同時又具有很大推廣價值的工作，這也是我們通信建設的一項主要工作，應得到更多的重視。為了做好這項工作，首先要對柴油發(fā)電機組噪聲的構成進行了解和分析。
1 聲源分析
柴油機噪聲是一個由多種聲源構成的復雜聲源，按照噪聲輻射方式，柴油機噪聲可以分為空氣動力噪聲和表面輻射噪聲。按照產(chǎn)生的機理，柴油機表面輻射噪聲又可以分為燃燒噪聲和機械噪聲。其中空氣動力噪聲為主要噪聲源。
1．1 空氣動力噪聲
空氣動力噪聲是由于氣體的非穩(wěn)定過程，即由氣體的擾動以及氣體與物體的相互作用而產(chǎn)生的。直接向大氣輻射的空氣動力噪聲包括：進氣噪聲、排氣噪聲、冷卻風扇噪聲。
1．1．1進氣噪聲
進氣噪聲是柴油機的主要空氣動力噪聲之一，它是由進氣門的周期性開啟與閉合而產(chǎn)生的壓力起伏變化而形成的。當進氣門開啟時，在進氣管中產(chǎn)生一個壓力脈沖，而隨著活塞的繼續(xù)運動，它受到阻尼；當進氣門關閉時，同樣產(chǎn)生一個有一定持續(xù)時間的壓力脈沖。于是產(chǎn)生了周期性的進氣噪聲。其噪聲頻率成分主要集中在200 Hz以下的低頻范圍。與此同時，當氣流以高速流經(jīng)進氣門流通截面時，產(chǎn)生湍流脫體，導致高頻噪聲的產(chǎn)生，由于進氣門通流截面是不斷變化的，因此湍流噪聲具有一定的頻率范圍，主要集中在1 000 Hz以上的高頻范圍。進氣管空氣柱的固有頻率與周期性進氣噪聲的主要頻率相一致時，空氣柱的共振噪聲在進氣噪聲中也會較為突出。
對于采用渦輪增壓的發(fā)動機，由于渦輪增壓器的轉速一般較高，因此其進氣噪聲明顯高于非渦輪增壓的發(fā)動機。渦輪增壓器的噪聲是由于葉片周期性地切割空氣產(chǎn)生的旋轉噪聲和高速氣流形成的湍流噪聲而形成的，是一種連續(xù)性的高頻噪聲，主要分布在500~10 000 Hz的頻率范圍。目前我公司大部分采用渦輪增壓的發(fā)動機。
進氣噪聲與發(fā)動機的進氣方式、進氣門結構、缸徑、凸輪型線等設計因素有關。對于同一臺發(fā)動機來說，受轉速的影響最大，轉速提高一倍可導致進氣噪聲增加10~l5dB（A）。 1．1．2 排氣噪聲
排氣噪聲是發(fā)動機噪聲中最主要的聲源，其噪聲一般要比發(fā)動機整機噪聲高出10~15dB（A）。發(fā)動機排氣屬高溫（800~l000℃）、高壓（3~4個大氣壓）氣體。排氣過程一般分為兩個階段，即自由排氣階段和強制排氣階段。發(fā)動機廢氣從排氣門高速沖出，沿著排氣歧管進入消聲器，最后從尾管排入大氣，在這一過程中產(chǎn)生了寬頻帶的排氣噪聲。
排氣噪聲包含了復雜的噪聲成分：以單位時間內排氣次數(shù)為基頻的排氣噪聲、管道內氣柱共振噪聲、排氣歧管處的氣流吹氣噪聲、廢氣噴注和沖擊噪聲、汽缸的亥姆霍茲共振噪聲、卡門渦流噪聲及排氣系統(tǒng)內部的湍流噪聲等。
影響發(fā)動機排氣噪聲的主要因素有：汽缸壓力、排氣門直徑、發(fā)動機排量及排氣門開啟特性等。對同一臺發(fā)動機來說，發(fā)動機轉速和負荷是影響其排氣噪聲的最主要因素。
1．1．3 冷卻風扇噪聲
風扇噪聲由旋轉噪聲和湍流噪聲構成。旋轉噪聲是由于風扇的葉片周期性地切割空氣，引起空氣的壓力脈動產(chǎn)生的，以葉片通過頻率為基頻，并伴有高次諧波。湍流噪聲是由于風扇運動導致的周圍空氣發(fā)生湍流脫體，使空氣發(fā)生擾動，形成氣體的壓縮與稀疏過程而形成的，是一個寬頻帶噪聲。
冷卻風扇噪聲受轉速的影響最大，轉速提高一倍可導致其聲級增加10~15dB（A）。在低速時風扇噪聲要比發(fā)動機噪聲低很多，而在高速時，往往會成為主要的噪聲源。目前我公司使用的柴油發(fā)動機轉速多為1 500轉/分鐘，屬于高轉速油機。
1．2 表面輻射噪聲
燃燒噪聲和機械噪聲很難嚴格區(qū)分，通常將由于氣缸內燃燒所形成的壓力振動通過缸蓋、活塞-連桿-曲軸-機體向外輻射的噪聲稱之為燃燒噪聲。將活塞對缸套的撞擊，正時齒輪、配氣機構、噴油系統(tǒng)等運動件之間的機械撞擊振動而產(chǎn)生的噪聲叫作機械噪聲。一般直噴式柴油機燃燒噪聲要高于機械噪聲，而非直噴式柴油機的機械噪聲則高于燃燒噪聲，但是低速運轉時燃燒噪聲都高于機械噪聲。 2 噪聲控制措施