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柴油發(fā)電機(jī)噪音來源、超標(biāo)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及降噪方法
發(fā)布時(shí)間:2023-12-27 03:46:18  ▏閱讀:

 

新聞主題

柴油發(fā)電機(jī)組噪聲超標(biāo)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和控制法

 

摘要:對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)組而言,噪聲大都是由振動(dòng)現(xiàn)象引發(fā)的,振動(dòng)的存在可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)械內(nèi)部相關(guān)部件的損壞,這意味著不僅給柴油發(fā)電機(jī)組的使用壽命帶來不利影響,還在很大程度上給人們的身心健康和正常生活帶來危害。因此,做好柴油發(fā)電機(jī)組噪聲控制,直接影響著柴油發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品工作的安全性、平順性和耐久性,需要相關(guān)人員的重視,做好噪聲的控制工作。

 

一、噪音產(chǎn)生來源

 

       機(jī)械噪聲是由于柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),部件間的摩擦力、撞擊力或非平衡力,使機(jī)械部件和殼體產(chǎn)生振動(dòng)而輻射聲波,聲波傳遞到我們的耳膜,人們就感覺到了聲音。由于機(jī)械振動(dòng)是有于機(jī)械的運(yùn)行或運(yùn)轉(zhuǎn),使機(jī)械部件或其周邊物體產(chǎn)生振動(dòng),從而產(chǎn)生噪聲聲波,機(jī)械噪聲按聲源的不同可分為三類:排氣噪聲、機(jī)械性噪聲、電磁性噪聲。

1、排氣噪聲

      排氣噪聲是一種高溫、高速的氣流噪聲。它是一個(gè)能量更大、發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲組件更大的部分,也是總發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的主要組成部分。它的基本頻率是發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火頻率。排氣噪聲的主要組成部分如下:燃燒室內(nèi)柴油高壓燃燒噪聲、周期性排氣煙霧引起的低頻脈動(dòng)噪聲、排氣管內(nèi)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(tǒng)產(chǎn)生的高速氣流、渦旋噪聲和再生噪聲等。

2、機(jī)械性噪聲

      機(jī)械噪聲主要是由于發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件的氣壓和運(yùn)動(dòng)慣性力的變化而產(chǎn)生的振動(dòng)、霜凍或相互影響??煞譃榛钊B桿機(jī)構(gòu)噪聲、傳動(dòng)齒輪研磨噪聲、慣性力不平衡引起的機(jī)械振動(dòng)和噪聲。

(1)柴油機(jī)是壓燃式的,沒有點(diǎn)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(chǎn)生高溫,柴油機(jī)的壓縮比都非常大,劇烈的做功帶來的結(jié)果就是強(qiáng)大動(dòng)力,因此柴油機(jī)的震動(dòng)也會(huì)變大,噪音也會(huì)變大。

(2)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是在末端噴油,這個(gè)時(shí)候氣缸壓力巨大,想要把柴油噴進(jìn)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(gè)時(shí)候只能使用機(jī)械油泵來達(dá)到這個(gè)工作原理,但是油泵工作的時(shí)候,就會(huì)發(fā)出巨大的噪音。

3、電磁性噪聲

      由發(fā)電機(jī)電磁場(chǎng)交替變化而引起某些機(jī)械部件或空間容積振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。常見的電磁噪聲產(chǎn)生原因有線圈和鐵心空隙大、線圈松動(dòng)、載波頻率設(shè)置不當(dāng)、線圈磁飽和等等

 

柴油發(fā)電機(jī)組噪聲源分析圖.png

圖1  柴油發(fā)電機(jī)組噪聲源分析

柴油發(fā)電機(jī)組噪聲頻譜曲線.gif

圖2  柴油發(fā)電機(jī)組噪聲頻譜曲線

 

二、噪聲超標(biāo)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

 

      了解了機(jī)械噪聲的來源及產(chǎn)生的原因之后,我們就會(huì)明白想完全消除柴油發(fā)電機(jī)組噪聲是不可能的,但是我們還是有辦法把噪音控制在合理的水平的。根據(jù)圖3柴油機(jī)噪聲頻譜,可以看出由于柴油發(fā)電機(jī)組的類型和大小、轉(zhuǎn)速值都不同,其噪聲值也是不同的。因此,沒法完全用統(tǒng)一的噪聲來衡量,那么怎么來評(píng)價(jià)噪聲是不是合理呢,既然噪音是由振動(dòng)產(chǎn)生的,我們是不是可以用振動(dòng)來評(píng)判呢,一般情況可以通過測(cè)量機(jī)械的振動(dòng)大小來評(píng)判,國際標(biāo)準(zhǔn)ISO10186給出了不同功率柴油發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)允許值。如圖4所示。

(1)綠色:

      區(qū)域A振動(dòng)速度的有效值正常,柴油發(fā)電機(jī)可以正產(chǎn)使用。

(2)黃色:

      區(qū)域B柴油發(fā)電機(jī)可以在沒有任何約束的情況下繼續(xù)使用。

(3)橙色:

      區(qū)域C振動(dòng)速度的有效值在橙色范圍內(nèi)表示柴油發(fā)電機(jī)狀態(tài)已不適合繼續(xù)使用,它只能維持有限的一段時(shí)間內(nèi)使用,建議在下次維護(hù)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)維修。

(4)紅色:區(qū)域D振動(dòng)速度的有效值危險(xiǎn),柴油發(fā)電機(jī)有可能隨時(shí)損壞。

 

柴油機(jī)輻射噪聲功率頻譜.png

柴油機(jī)輻射噪聲功率頻譜.

柴油發(fā)電機(jī)組噪聲超標(biāo)評(píng)判方法.png

柴油發(fā)電機(jī)組噪聲超標(biāo)評(píng)判方法

 

 

 

三、隔聲降噪措施分類

 

1、室外機(jī)型降噪措施

      實(shí)際應(yīng)用中的隔聲裝置有隔聲罩(或隔聲間)和聲屏障等形式。

(1)隔聲罩是用隔聲結(jié)構(gòu)將機(jī)械噪聲源封閉起來,使噪聲局限在一個(gè)小空間里,如圖5所示;有時(shí)柴油發(fā)電機(jī)噪聲源數(shù)量很多,則可采用隔聲間形式,將需要安靜的場(chǎng)所如控制室等用隔聲結(jié)構(gòu)圍起來。

(2)在噪聲源與受干擾位置之間用不封閉的隔聲結(jié)構(gòu)進(jìn)行阻擋時(shí),稱為聲屏障。

2、室內(nèi)機(jī)型消音措施

      柴油發(fā)電機(jī)房隔聲是機(jī)械噪聲控制工程中常用的一種技術(shù)措施,工程案例如圖6所示。它利用墻體、各種板材及構(gòu)件作為屏蔽物或利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)來隔絕空氣中傳播的噪聲,從而獲得較安靜的環(huán)境。上述材料(或結(jié)構(gòu))稱為隔聲材料(或隔聲結(jié)構(gòu))。隔聲材料的隔聲量TL(也稱聲透射損失)為材料一側(cè)的入射聲能與另一側(cè)的透射聲能相差的分貝數(shù)。

      隔聲量測(cè)量在專用的一對(duì)混響室(分別稱為發(fā)聲室和接收室)中進(jìn)行,隔聲試件安裝在兩室之間。混響室下面有隔振裝置,隔墻很厚,因此除試件以外,其他側(cè)向傳聲可以忽略不計(jì)。所測(cè)的發(fā)聲室和接收室的平均聲壓級(jí)級(jí)差反映了通過隔板透射的聲能。試件面積和接收室吸聲量有一定影響。

 

室外靜音箱式柴油發(fā)電機(jī)組模型圖.PNG

圖5  室外靜音箱式柴油發(fā)電機(jī)組模型圖

柴油發(fā)電機(jī)組室內(nèi)機(jī)型降噪工程案例圖.png

圖6  室內(nèi)機(jī)型降噪工程案例圖

 

四、噪音控制方法

 

1、降噪設(shè)計(jì)的基本原則

① 應(yīng)將柴油發(fā)電機(jī)組各主要噪聲源單獨(dú)發(fā)聲時(shí)的噪聲級(jí),降低到大致相同的程度,其中容易降低的,應(yīng)降低得多一些。

② 必須首先降低進(jìn)、排氣噪聲,應(yīng)采用有效的進(jìn)排氣消聲器,使進(jìn)排氣噪聲降低到低于燃燒噪聲及機(jī)械噪聲的水平。

③ 從聲源和傳播途徑上采取措施時(shí),應(yīng)特別注意降低500Hz的頻率成分(因?yàn)榇祟l段正處于人體最敏感的區(qū)域),并從實(shí)際可能和具體效果上作綜合分析和試驗(yàn),以確定最方便和最經(jīng)濟(jì)的降噪方案。

2、降低機(jī)械振動(dòng)水平

      柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)過程中,注意旋轉(zhuǎn)零部件的平衡,保證旋轉(zhuǎn)平穩(wěn),發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)之初進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和模態(tài)分析,降低振動(dòng)水平,避免產(chǎn)生共振,發(fā)電機(jī)組安裝過程中,合理裝配避免干涉和過定位等問題,連接部位保證按設(shè)計(jì)要求可靠連接。發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)保證合理的潤滑,是發(fā)電機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行,降低振動(dòng)水平。

3、對(duì)局部噪聲源采取防噪聲隔音措施

      采用消聲裝置以隔離和封閉噪聲源,采用隔振裝置以防止噪聲通過固體向外傳播;由此達(dá)到發(fā)電機(jī)組隔音效果。

4、對(duì)發(fā)電機(jī)房采取吸聲措施

      使用多孔材料如玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料、毛氈棉絮等,裝飾在室內(nèi)墻壁上或懸掛在空間,或制成吸聲屏;通過這些吸聲材料來減弱噪音的傳播,到達(dá)隔音效果。

5、對(duì)設(shè)備進(jìn)行消聲處理

      這種方法適用于降低空氣動(dòng)力性噪聲,如柴油機(jī)等進(jìn)、排氣噪聲。根據(jù)噪聲的頻譜特點(diǎn)設(shè)計(jì)的消聲器有三類:阻性消聲器、抗性消聲器和阻抗復(fù)合式消聲器;發(fā)電機(jī)組安裝消聲器能有效的減輕噪音的傳播,減少對(duì)人體的危害,最大程度的達(dá)到發(fā)電機(jī)組隔音措施的效果。

6、安裝隔聲裝置

      用一定材料、結(jié)構(gòu)和裝置將聲源封閉起來,如隔聲墻、隔聲室、隔聲罩、隔聲門窗地板等,以此阻斷噪音的傳播,達(dá)到發(fā)電機(jī)組隔音降噪目的。

 

總結(jié):

      根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)的工作原理,其噪聲是由多種聲源構(gòu)成的復(fù)雜聲源。從原因、工作環(huán)境和工作部件可分為機(jī)械研磨噪聲、廢氣噪聲、高壓燃燒噪聲、冷卻風(fēng)機(jī)和排氣噪聲、進(jìn)氣噪聲、發(fā)電機(jī)噪聲。而國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)提出,為保護(hù)人耳聽力,在每天工作8小時(shí)情況下允許的連續(xù)噪聲為90分貝;工作時(shí)間為4小時(shí),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(fā)電機(jī)組的噪聲需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。


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