柴油发电机的噪音源类型与特征

　　，它除了装置本身运行发出的噪音，还有就是噪声在机房内反射形成的噪音场。其详细噪音源包括柴油发电机的排气噪音、进气噪音、冷却风扇噪声、燃烧噪声、机械噪音、电磁噪声以及地基震动的传递所发生的噪音等。

　　      柴油发电机作业时，汽缸内的过热高压废气随排烟口间断开闭周期性地喷射到排烟管内，排烟管口排出过热高速的脉动气流，由此产生周期性的排气噪声。排烟噪音是柴油发电机最具体的声源，频谱特征为低频为主的宽频带噪声，噪音级高达95——105dB（A），峰值通常为63——250Hz。排烟噪音的详细频率f（Hz）：

　　      柴油发电机排烟噪音的强度与发电机的容量、转速等条件有关，并随发电机的速度及负荷的变化而变化。通常柴油发电机排气噪音的总声压级（dB）可用下式近似估算：

　　      对发电机组的排烟噪音排除通常是在原配的标准消音器后串联二级消声器，主用的二级消声器有以下几种：

　　      一般使用的两种排气消声器外型如图1，消音器实际运用的外型尺寸是根据各种不同类型的发电机组和具体的噪声要点而定。

　　      对于非增压柴油发电机，进气噪声比排烟噪音低，接近柴油发电机运动部件发生的机械噪音水平。

　　      风扇噪声是由旋转的叶片周期性地打击空气质点，致使空气的压力脉动发生噪声。当柴油发电机的进排气管安装消声器后，用于冷却循环水的风扇便成为重要的噪音源。风扇噪音通常可达100dB（A）左右。

　　① 风扇噪音是由涡流噪音和旋转噪声组成的，旋转噪声由风扇的叶片切割空气流产生周期性扰动而致使；

　　② 排风的涡流噪音是气流在旋转的叶片截面上分离时，因为气体的粘性致使的旋涡流，辐射一种非稳定的流动噪声。

　　      燃烧噪音是因为气缸内周期变化的气体压力的用途而发生的，它具体取决于燃烧的程序和燃烧的速度。

　　      当柴油发电机压缩行程终了时，燃烧室内被压缩的可燃混合气被电火花点燃，可燃混合气燃烧后，放出大量的热能，燃气的压力和温度迅速增加，最高压力约为3—5MPa，相应的温度为2200——2800K，在燃烧作功的同时，致使发电机各部件振动而引起的噪声。

　　      机械噪声是由于运动件之间以及运动件与固定件之间周期性变化的机械运动而发生的，它与激发力的大小、运动件的结构等条件有关。例如活塞、连杆、气门等零件的上下运动，主轴、齿轮组旋转运动而发生的。

　　（1）发电机运行时，活塞在上、下止点附近受侧向力作用发生一个由一侧向另一侧的横向移动，从而形成活塞对缸壁的强烈敲击，产生了活塞敲击噪声。发生敲击的主要起因是活塞与气缸套之间存在间隙，以及作用在活塞上的气体压力。

　　（2）传动齿轮的噪声是齿轮啮合程序中齿与齿之间的撞击和摩擦产生的。在柴油发电机上，齿轮承载着交变的动负载，这种动负荷会使轴发生变形，并通过轴在轴承上致使动负载，轴承的动负荷又传给发电机壳体和齿轮室壳体，使壳体激发出噪音。此外，曲轴的扭转振动也会破坏齿轮的正常啮合而激发出噪声。传动齿轮噪声与齿轮的设计参数和结构型式、加工精度、齿轮材料配对、齿轮室构造以及运行状态有关。

　　（3）柴油发电机大都采用凸轮、气门配气机构，装置中包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、气门等零件。配气机构中零件多、刚度差，在运动中易于激起震动和噪声，包括气门和气门座的撞击，由气门间隙致使的传动撞击，挺柱和凸轮作业面之间的摩擦振动，高速时气门不规则运动引起的噪音。配气机构噪声与气门装置的型式、气门间隙、气门落座速度、材料、凸轮型线、凸轮和挺柱的润滑状态、柴油发电机的转速等条件有关西安康明斯发电机。

　　      发电机的转子和定子在电磁场中高速旋转产生电磁噪声以及滚动轴承旋转所发生的机械噪音。

　　      发电机中的磁噪音也称“电磁”或“电”噪音，由磁化部件在其交变磁场中的吸引力和排斥力发生的机械力（如压力）导致的。交变磁场以两倍的线频（如嗡嗡声）激发振动和噪声，仅在电机通电时贵阳康明斯发电机，如果断电后噪音立即停止，则其来源是磁噪音。

　　      磁噪声通常是二极和四极电机的第二大噪音源（风阻是第一大噪声源），也可能是六极或更多极电机的详细噪声源。这详细是由于低速磁芯的定子残留硅钢片的深度比极数较少的高速磁芯的定子深度小（见图3），2极和6极定子铁芯中的残留硅钢片，这使得它们更容易变形，并因较小的力产生更大的振幅震动。由于气隙较小以及轴承和壳体配合超差的偏心效应，具有六个或更多极的低速电机容易产生更高的噪音级。

　　      柴油发电机强烈的机械振动可通过地基远距离传播到室外各处，然后通过地面再幅射噪声。柴油油机房降噪解决的原则是，在确保柴油发电机组通风条件即不减小输出容量的前提下，选用高效吸音材料和吸声消声设备对进、排风通道和排烟系统进行降噪解决，使之噪音排放达到国家标准。

　　      综上所述，机房内柴油发电机组运行时，考虑柴油发电机壳体、排气管道及机房冷却风机的迭加噪声，在机房内形成一个混响声场，其机房内噪音一般将大于100dB（A）。

　　      燃烧室的构造形状与混合气的形成和燃烧密切相关，燃烧室的组成决定着燃烧室空腔的声模态和压力高频振荡的频率，所以选择合适的燃烧室或对燃烧室构造，将能优化燃烧过程，减少压力升高率和削弱压力高频振荡。因此可以采用分隔式的燃烧室。在涡流室式内燃机中，喷油咀的喷油方向偏离涡流室中心而指向下游，附着于缸壁面的燃料就越多，燃烧越平静，噪音就会越小。

　　      柴油发电机增压后可使进入气缸的空气充量密度增加，进气温度增加，使得压缩终了的温度和压力增高，滞燃期缩短，于是可以减小燃烧噪音。

　　      废气再循环详细引入的初衷是用来减少NOx污染物，但废气再循环使得进气温度升高，减轻燃烧率，使发电机获得平稳的运转，所以可以有效减小燃烧噪声。

　　      提升压缩比可以提升压缩终了的压力和温度，因此缩短滞燃期，使燃烧噪声降低。但是压缩比的提升会使气缸压力增加，活塞敲击声增大，所以通过提升压缩比减轻燃烧噪声应综合考虑其对活塞敲击声的影响。

　　      不一样的燃料，喷人汽缸后广州康明斯发电机，其物理、化学准备流程不同，从而导致不同的滞燃期。十六烷值高的燃料滞燃期短，压力升高率减小，燃烧噪声降低。另外新的代用燃料，如生物制气，乙醇等有利于柴油发电机燃烧噪音的减少。

　　      预喷就是将一个循环一次喷完的燃油分成两次喷。先喷入的一小部分提前在主喷之前就开始进行点燃的预反应，如此可以减少在滞燃期内积聚的可燃油量。这是减少直喷式柴油发电机燃烧噪声的最高效对策。

　　      由于汽缸内压缩温度和压力是随曲轴转角而变化的，喷油时间将通过危害压缩温度和压缩压力而对滞燃期起作用。适当推迟喷油，进入缸内气体温度和压力升高，滞燃期缩短，故而使得燃烧噪声降低。但是如果过早和过迟喷油，进入缸内气体的压力和温度都反而会低，从而是滞燃期增长，燃烧噪声增大，因此有一个最佳喷油延迟时间。

　　      电子控制的柴油发电机能根据转速、负荷、进气温度、EGR率、增压压力、燃气温度、防锈水温度等精确控制喷油定时，选用合适的喷油方案，进而控制燃烧噪音，并能兼顾经济性和排放。共轨式喷油装备是柴油发电机电子控制操作广泛和成熟的设备。其优点除喷油压力可独立于发电机的负载和转速外，还能实现喷油率波形的自由采用，使用该装备后的噪音水平得到很大的改良。

　　      选取隔热活塞可提高燃烧室壁温度，缩短滞燃期，减少空间雾化燃烧装置的柴油发电机的燃烧噪声。

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