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柴油发电机组噪声的来源和控制方法

2023-12-29

对于柴油发电机组而言,噪声大都是由振动现象引发的,振动的存在可能会导致机械内部相关部件的损坏,这意味着不仅给柴油发电机组的使用寿命带来不利影响,还在很大程度上给人们的身心健康和正常生活带来危害。因此,做好柴油发电机组噪声控制,直接影响着柴油发电机组产品工作的安全性、平顺性和耐久性。

 

一、噪音产生来源

机械噪声是由于柴油发电机组运转时,部件间的摩擦力、撞击力或非平衡力,使机械部件和壳体产生振动而辐射声波,声波传递到我们的耳膜,人们就感觉到了声音。机械振动是由于机械的运行或运转,使机械部件或其周边物体产生振动,从而产生噪声声波,机械噪声按声源的不同可分为三类:排气噪声、机械性噪声、电磁性噪声。

1、排气噪声

排气噪声是一种高温、高速的气流噪声。它是一个能量更大、发动机噪声组件更大的部分,也是总发动机噪声的主要组成部分。它的基本频率是发动机的点火频率。排气噪声的主要组成部分如下:燃烧室内柴油高压燃烧噪声、周期性排气烟雾引起的低频脉动噪声、排气管内气柱共振噪声、气缸海姆霍兹共振噪声,随着气流速度的增加,通过排气系统产生的高速气流,涡旋噪声和再生噪声等。

2、机械性噪声

机械噪声主要是由于发动机各运动部件的气压和运动惯性力的变化而产生的振动、霜冻或相互影响。可分为活塞曲柄连杆机构噪声、传动齿轮研磨噪声、惯性力不平衡引起的机械振动和噪声。

(1)柴油机是压燃式的,没有点火装置,活塞在压缩过程中挤压空气,使得空气温度急速上升,然后引燃喷射出来的柴油,并且为了有足够多的空气被压缩产生高温,柴油机的压缩比都非常大,剧烈的做功带来的结果就是强大动力,因此柴油机的震动也会变大,噪音也会变大。

(2)柴油发动机是在末端喷油,这个时候气缸压力巨大,想要把柴油喷进去并且保证雾化均匀,就必须大幅度提高喷油压力,因此这个时候只能使用机械油泵来达到这个工作原理,但是油泵工作的时候,就会发出巨大的噪音。

3、电磁性噪声

由发电机电磁场交替变化而引起某些机械部件或空间容积振动而产生的噪声。常见的电磁噪声产生原因有线圈和铁心空隙大,线圈松动,载波频率设罟不当,线圈磁饱和等。

 

二、噪音控制方法

1、降噪设计的基本原则

①应将柴油发电机组各主要噪声源单独发声时的噪声级,降低到大致相同的程度,其中容易降低的,应降低得多一些。

②必须首先降低进、排气噪声,应采用有效的进排气消声器,使进排气噪声降低到低于燃烧噪声及机械噪声的水平。

③从声源和传播途径上采取措施时,应特别注意降低500Hz的频率成分(因为此频段正处于人体最敏感的区域),并从实际可能和具体效果上作综合分析和试验,以确定最方便和最经济的降噪方案。

2、降低机械振动水平

柴油发电机组设计过程中,注意旋转零部件的平衡,保证旋转平稳,发电机组设计之初进行动态分析和模态分析,降低振动水平,避免产生共振,发电机组安装过程中,合理装配避免干涉和过定位等问题,连接部位保证按设计要求可靠连接。发电机组运行过程中实时保证合理的润滑,是发电机组平稳运行,降低振动水平。

3、对局部噪声源采取防噪声隔音措施

采用消声装置以隔离和封闭噪声源,采用隔振装置以防止噪声通过固体向外传播;由此达到发电机组隔音效果。

4、对发电机房采取吸声措施

使用多孔材料如玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料、毛毡棉絮等,装饰在室内墙壁上或悬挂在空间,或制成吸声屏;通过这些吸声材料来减弱噪音的传播,到达隔音效果。

5、对设备进行消声处理

这种方法适用于降低空气动力性噪声,如柴油机等进、排气噪声。根据噪声的频谱特点设计的消声器有三类:阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合式消声器;发电机组安装消声器能有效的减轻噪音的传播,减少对人体的危害,最大程度的达到发电机组隔音措施的效果。

6、安装隔声装置

用一定材料、结构和装置将声源封闭起来,如隔声墙、隔声室、隔声罩、隔声门窗地板等,以此阻断噪音的传播,达到发电机组隔音降噪目的。

总结:

根据柴油发电机的工作原理,其噪声是由多种声源构成的复杂声源。从原因,工作环境和工作部件可分为机械研磨噪声,废气噪声,高压燃烧噪声,冷却风机和排气噪声、进气噪声、发电机噪声。而国际标准组织(ISO)提出,为保护人耳听力,在每天工作8小时情况下允许的连续噪声为90分贝;工作时间为4小时,允许值可提高3分贝;任何情况下都不允许超过115分贝。因此,柴油发电机组的噪声需要进行严格的控制。


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