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低噪音柴油机的设计

  发表时间:2012-10-27 15:27   来源: 未知   TAG标签: 潍柴配件   点击:29次
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第六节柴油发电机组的噪声控

 
一、低噪声柴油机的设计
(一)低噪声柴油机设计的基本原则
应将柴油机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。
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。
从声源和传播途径上采取措施时,应特别注意降低500?3000Hz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。
(二)气体动力噪声和表面噪声的降噪措施(从噪声声源着手)
1.气体动力噪声的降噪措施
 
(1)降低进、排气噪声的主要措施
①合理选择进气管和排气管,减少压力脉动及涡流强度,并避免发生共振;②采用性能良好的进、排气消声器。有些柴油机用2?3个不同类型的消声器串联,可大幅度降低排气噪声30dBA以上。
降低风扇噪声的主要措施采用叶片不均匀分布的风扇、用塑料风扇代替钢板风扇等措施均可有效的降低风扇噪声。
    2.燃烧噪声的降噪措施
柴油机的燃烧噪声明显高于汽油机。影响柴油机燃烧噪声的主要因素是燃烧室形式及燃
 烧过程(特别是滞燃期和速燃期)的组织。为减小其燃烧噪声,应使平均压力增长率△p/△ 保持在尽可能低的水平。通常分隔式燃烧室的燃烧噪声较直接喷射式燃烧室低,而直喷式燃烧室中,开式燃烧室的噪声最高,球形燃烧室的噪声较低。
燃烧噪声通过曲柄连杆机构传递。减小汽缸直径和增大活塞行程,即在汽缸工作容积一定的情况下,采用较大的行程缸径比值(S/D,可以有效地减小燃烧噪声的传播。
在运转因素中,喷油提前角的影响较为显著,适当减小喷油提前角可降低燃烧噪声。采用增压后,压力升高比降低,工作更平稳,在同功率条件下,也可降低燃烧噪声。
    3.机械噪声的降低方法
柴油机的机械噪声包括活塞敲击噪声、气门机构噪声、正时齿轮噪声以及不平衡惯性力引起的机械振动及噪声等。
(1)活塞敲击噪声的降低方法
①减小活塞与汽缸壁的间隙。实践表明:当活塞与汽缸壁的间隙减小到0.05?0. 10mm时,柴油机的噪声比正常间隙时降低3?5点B(A)。但采用这一方法时,必须采取防止拉缸的措施;②使活塞销孔向汽缸壁的主推力面偏移,一般取偏移量为(0.5?0.10RR为曲柄半径);③加长活塞裙部和减少活塞环数量;④增加汽缸套的刚度;⑤增加活塞敲击汽缸壁时的阻尼(如在裙部外表面增加润滑油的积存)。
   2气门机构噪声的降低方法
①适当减小气门间隙;②采用顶置凸轮;③采用液力挺柱或气门液力驱动以消除气门间隙;④采用新型函数凸轮轮廓线以及对缓冲过渡曲线合理设计,使气门升起和落座时的速度控制在较低值,以有效地抑制气门的跳动。
(3)正时齿轮噪声的降低方法正时齿轮一般都采用斜齿,由于其重叠系数较大,齿轮上分担的负荷较小,故较直齿噪声大为降低。有些柴油机采用夹布胶木作凸轮轴正时齿轮,也可有效地减小齿轮噪声。
(4)不平衡惯性力引起的机械振动及噪声的降低方法出于对柴油机运转可靠性、耐久性和力装置舒适性的考虑,要通过各种平衡措施力求使这些惯性力和惯性力矩尽可能地被减小乃至完全消除。
曲轴轴系扭转振动引起的柴油机机体及其支承的附加振动、激发出的噪声,一般在柴油发动机总体设计规划时就应给予考虑。
(三)隔声降噪(从传播途径着手)
柴油机的隔声,有局部隔声和整机隔声两种。 ^
局部隔声指仅在噪声辐射较强的表面上装隔声罩壳。采用隔声罩壳应注意:
罩壳的固定应有弹性,罩壳与基本结构表面应留有适当的间隔,罩壳的自振频率应控制在100?300Hz以下;
采用阻尼涂层或层状材料作隔声罩壳,可提高隔声效果;
必须注意罩壳的密封。
整机隔声就是在紧靠柴油机外表面装一套整机隔声罩,可以使柴油机总表面噪声降低10?35dBA。与局部隔声相比,整机隔声的优点是隔声量大;缺点是会使机组的外形尺寸加大,重量增加,同时需要通风散热。
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