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西安柴油发电机降噪,主要有这几种方法
- 2019-07-09 -

  相对于汽油机,西安柴油发电机最让人诟病的一点就是振动噪声比较差。其实随着技术的进步,柴油机的噪声问题已经可以有效控制,今天小编就来聊一聊,目前柴油机常规的降噪手段有哪些。

  发动机降噪并不是唯一手段

  通常柴油机不作为终端产品销售给客户,而是搭载在车、船、发电设备、工程机械等产品上出售,而客户直接关心的其实是终端产品的使用体验,并不是柴油机。所以本文首先声明一个观点,优化噪声并不一定仅针对柴油机,很多时候从其它方面入手反而更容易解决问题。

  噪声问题通常采用传递路径分析方法进行研究,即TPA(Transfer Path Analysis),这是用于识别或者评价能量如何从激励源到某接受位置传递的分析方法。基于激励源-传递-响应的系统传递路径分析,计算出从源到响应的各个路径的矢量贡献量,识别出传递路径中的各部件的振动、噪声特性,并通过对其调整来解决特定的问题。也就是说,问题不只是激励源造成的,传递过程和响应部件都需要分析。

  在各类柴油机终端产品中,尤其以整车特别是客车对噪声问题最敏感,下面以整车为例进行简单说明。对于柴油车而言,发动机的振动,可以通过悬置传递到车架、车身,也可以通过变速箱—传动轴—车桥传递到车架、车身,进而产生各种车内外噪声。优化柴油车噪声,可以优化悬置软垫刚度,有效吸收发动机振动;也可以增加发动机舱内的声学包裹,减少露声;还可以优化消声器,减少排气噪声,等等。总之,对于柴油车的噪声问题,柴油机是一个很重要的因素,但不是全部的因素。同样的柴油机,在不同的整车上可能会有完全不同的噪声表现。而噪声优异的柴油车,必然柴油机和整车都进行了系统而有效的降噪设计。

  回到发动机本身的噪声问题,主要从下面几个方面进行介绍

  燃烧噪声

  西安柴油发电机的燃烧噪声是由于燃烧室内气压急剧上升,致使发动机各部件振动而引起的噪声。所以针对燃烧噪声的一切方法的根本点是降低燃烧过程中缸内压力升高的速率。有人可能会说优化压缩比、燃烧室、增压系统、燃油系统这些措施可以解决。李Sir说明一下,在柴油机正向设计过程中,压缩比和燃烧室是由排放及油耗需求决定的,增压系统和燃油系统则是由成本、性能及排放需求共同决定的, NVH因素在相关设计时基本考虑不到。所以针对燃烧噪声,柴油机开发过程的主要处理方法就是标定预喷。

  目前的高压共轨系统都能实现在一次循环中实现多次喷射,包括多次预喷、一次主喷和多次后喷,其中预喷和后喷的燃油喷射量都很少。预喷的少量燃油使缸内温度和压力在主喷前有所升高,当主喷燃油喷入气缸时,是在一定压力基础上继续提升缸内压力,所以缸压的升高速率下降,燃烧噪声也随之下降。

  机械噪声

  机械噪声是由于零部件的机械运动而产生的,它与各零部件的结构及运动特性等因素有关,非常复杂。主要的噪声源包括:活塞换向时敲击气缸壁的声音;凸轮轴或摇臂敲击气门的声音;齿轮副啮合的声音等等。每一种噪声产生的原因各不相同,响应的解决方案也五花八门。我这里仅举例说明活塞换向敲击噪声的几个设计解决方案。

  大家都知道,活塞在经过上止点的时候,所在位置会从一侧气缸壁转换到对侧气缸壁,这个换向过程会因敲击缸壁产生噪声。降低活塞换向敲击声,主要思路是考虑减小活塞换向时在水平方向上产生的分力,有三种办法:一是保证足够的连杆长度,结构条件允许的情况下越长越好,二是曲轴偏离缸孔中心线,向主推力侧偏移,一般控制在10mm以内;三是活塞销偏离活塞中心线,向主推力侧偏移,一般控制在2mm左右。如下图事例,可以用初中物理知识分析一下。

  空气噪声

  空气噪声是由于气体扰动以及气体和其他物体相互作用而产生的噪声。这里介绍两种主要的设计解决思路:

  一是设计过程中,管路内腔尽量避免有凸起及凹陷,因为气体经过凸起及凹陷部位时,气流极易受影响而导致流速突变,进而产生噪声。也不是绝对不能允许凸起及凹陷,因设计需要一定要使用类似的结构时,要先通过仿真计算进行校核。

  二是西安柴油发电机设计消音腔,最简单的方法就是在进气管路或排气管路中,设计一个相对较大的空腔,声波在管道界面的突然扩张会造成通道内声阻抗突变,进而使声波传播方向发生改变,最后达到消声的目的。