柴油發電機組降噪設計的基本原則
發布時間：2024-05-29 點擊：69
根據柴油發電機的工作原理，其噪聲是由多種聲源構成的復雜聲源。從原因、工作環境和工作部件可分為機械研磨噪聲、廢氣噪聲、高壓燃燒噪聲、冷卻風機和排氣噪聲、進氣噪聲、發電機噪聲。而國際標準組織（iso）提出，為保護人耳聽力，在每天工作8小時情況下允許的連續噪聲為90分貝；工作時間為4小時，允許值可提高3分貝；任何情況下都不允許超過115分貝。因此，柴油發電機組的噪聲需要進行嚴格的控制。
一、柴油機的噪音源
1、機械噪聲
機械噪聲主要是由于發動機各運動部件的氣壓和運動慣性力的變化而產生的振動、霜凍或相互影響?？煞譃榛钊B桿機構噪聲、傳動齒輪研磨噪聲、慣性力不平衡引起的機械振動和噪聲。
（1）柴油機是壓燃式的，沒有點火裝置，活塞在壓縮過程中擠壓空氣，使得空氣溫度急速上升，然后引燃噴射出來的柴油，并且為了有足夠多的空氣被壓縮產生高溫，柴油機的壓縮比都非常大，劇烈的做功帶來的結果就是強大動力，因此柴油機的震動也會變大，噪音也會變大。
（2）柴油發動機是在末端噴油，這個時候氣缸壓力巨大，想要把柴油噴進去并且保證霧化均勻，就必須大幅度提高噴油壓力，因此這個時候只能使用機械油泵來達到這個工作原理，但是油泵工作的時候，就會發出巨大的噪音。
2、廢氣噪聲
排氣噪聲是一種高溫、高速的氣流噪聲。它是一個能量更大、發動機噪聲組件更大的部分，也是總發動機噪聲的主要組成部分。它的基本頻率是發動機的點火頻率。排氣噪聲的主要組成部分如下：燃燒室內柴油高壓燃燒噪聲、周期性排氣煙霧引起的低頻脈動噪聲、排氣管內氣柱共振噪聲、氣缸海姆霍茲共振噪聲，隨著氣流速度的增加，通過排氣系統產生的高速氣流、渦旋噪聲和再生噪聲等。
3、發電機噪聲
發電機噪聲包括定子與轉子之間磁場脈動引起的電磁噪聲，以及滾動軸承旋轉引起的機械噪聲。
二、降噪措施
1、降噪設計的基本原則
① 應將柴油發電機組各主要噪聲源單獨發聲時的噪聲級，降低到大致相同的程度，其中容易降低的，應降低得多一些。
② 必須首先降低進、排氣噪聲，應采用有效的進排氣消聲器，使進排氣噪聲降低到低于燃燒噪聲及機械噪聲的水平。
③ 從聲源和傳播途徑上采取措施時，應特別注意降低500hz的頻率成分（因為此頻段正處于人體最敏感的區域），并從實際可能和具體效果上作綜合分析和試驗，以確定最方便和最經濟的降噪方案。
2、氣體動力噪聲和表面噪聲的降噪措施（從噪聲聲源著手）
（1）氣體動力噪聲的降噪措施
① 降低進、排氣噪聲的主要措施：
a.合理選擇進氣管和排氣管，減少壓力脈動及渦流強度，并避免發生共振；
b.采用性能良好的進、排氣消聲器。有些柴油發電機組用2~3個不同類型的消聲器串聯，可大幅度降低排氣噪聲30db(a)以上。
② 降低風扇噪聲的主要措施：
采用葉片不均勻分布的風扇、用塑料風扇代替鋼板風扇等措施均可有效地降低風扇噪聲。
（2）燃燒噪聲的降噪措施
柴油發電機組的燃燒噪聲明顯高于汽油機。影響柴油發電機組燃燒噪聲的主要因素是燃燒室形式及燃燒過程（特別是滯燃期和速燃期）的組織。為減小其燃燒噪聲，應使平均壓力增長率保持在盡可能低的水平。通常分隔式燃燒室的燃燒噪聲較直噴式燃燒室低，而直噴式燃燒室中，開式燃燒室的噪聲最高，球形燃燒室的噪聲較低。
燃燒噪聲通過曲柄連桿機構傳遞。減小汽缸直徑和增大活塞行程，即在汽缸工作容積一定的情況下，采用較大的行程缸徑比值，可以有效地減小燃燒噪聲的傳播。
柴油發電機組在運轉因素中，噴油提前角的影響較為顯著，適當減小噴油提前角可降低燃燒噪聲。采用增壓后，壓力升高比降低，工作更平穩，在同功率條件下，也可降低燃燒噪聲。
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1、機械噪聲
機械噪聲主要是由于發動機各運動部件的氣壓和運動慣性力的變化而產生的振動、霜凍或相互影響?？煞譃榛钊B桿機構噪聲、傳動齒輪研磨噪聲、慣性力不平衡引起的機械振動和噪聲。
（1）柴油機是壓燃式的，沒有點火裝置，活塞在壓縮過程中擠壓空氣，使得空氣溫度急速上升，然后引燃噴射出來的柴油，并且為了有足夠多的空氣被壓縮產生高溫，柴油機的壓縮比都非常大，劇烈的做功帶來的結果就是強大動力，因此柴油機的震動也會變大，噪音也會變大。
（2）柴油發動機是在末端噴油，這個時候氣缸壓力巨大，想要把柴油噴進去并且保證霧化均勻，就必須大幅度提高噴油壓力，因此這個時候只能使用機械油泵來達到這個工作原理，但是油泵工作的時候，就會發出巨大的噪音。
2、廢氣噪聲
排氣噪聲是一種高溫、高速的氣流噪聲。它是一個能量更大、發動機噪聲組件更大的部分，也是總發動機噪聲的主要組成部分。它的基本頻率是發動機的點火頻率。排氣噪聲的主要組成部分如下：燃燒室內柴油高壓燃燒噪聲、周期性排氣煙霧引起的低頻脈動噪聲、排氣管內氣柱共振噪聲、氣缸海姆霍茲共振噪聲，隨著氣流速度的增加，通過排氣系統產生的高速氣流、渦旋噪聲和再生噪聲等。
3、發電機噪聲
發電機噪聲包括定子與轉子之間磁場脈動引起的電磁噪聲，以及滾動軸承旋轉引起的機械噪聲。
二、降噪措施
1、降噪設計的基本原則
① 應將柴油發電機組各主要噪聲源單獨發聲時的噪聲級，降低到大致相同的程度，其中容易降低的，應降低得多一些。
② 必須首先降低進、排氣噪聲，應采用有效的進排氣消聲器，使進排氣噪聲降低到低于燃燒噪聲及機械噪聲的水平。
③ 從聲源和傳播途徑上采取措施時，應特別注意降低500hz的頻率成分（因為此頻段正處于人體最敏感的區域），并從實際可能和具體效果上作綜合分析和試驗，以確定最方便和最經濟的降噪方案。
2、氣體動力噪聲和表面噪聲的降噪措施（從噪聲聲源著手）
（1）氣體動力噪聲的降噪措施
① 降低進、排氣噪聲的主要措施：
a.合理選擇進氣管和排氣管，減少壓力脈動及渦流強度，并避免發生共振；
b.采用性能良好的進、排氣消聲器。有些柴油發電機組用2~3個不同類型的消聲器串聯，可大幅度降低排氣噪聲30db(a)以上。
② 降低風扇噪聲的主要措施：
采用葉片不均勻分布的風扇、用塑料風扇代替鋼板風扇等措施均可有效地降低風扇噪聲。
（2）燃燒噪聲的降噪措施
柴油發電機組的燃燒噪聲明顯高于汽油機。影響柴油發電機組燃燒噪聲的主要因素是燃燒室形式及燃燒過程（特別是滯燃期和速燃期）的組織。為減小其燃燒噪聲，應使平均壓力增長率保持在盡可能低的水平。通常分隔式燃燒室的燃燒噪聲較直噴式燃燒室低，而直噴式燃燒室中，開式燃燒室的噪聲最高，球形燃燒室的噪聲較低。
燃燒噪聲通過曲柄連桿機構傳遞。減小汽缸直徑和增大活塞行程，即在汽缸工作容積一定的情況下，采用較大的行程缸徑比值，可以有效地減小燃燒噪聲的傳播。
柴油發電機組在運轉因素中，噴油提前角的影響較為顯著，適當減小噴油提前角可降低燃燒噪聲。采用增壓后，壓力升高比降低，工作更平穩，在同功率條件下，也可降低燃燒噪聲。
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