西安黎明為您詳解控制柴油發(fā)電機(jī)組噪音的方法
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組噪聲往往成為周圍環(huán)境噪聲的主要污染源。當(dāng)前社會(huì)對(duì)環(huán)保要求越來越高，如何有效地控制其噪聲污染是一項(xiàng)有難度，同時(shí)又具有很大推廣價(jià)值的工作，這也是我們環(huán)保的主要工作，應(yīng)得到更多的重視。為了做好這項(xiàng)工作，首先要對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組噪聲的構(gòu)成進(jìn)行了解和分析。
一、柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組噪聲原因分析：
柴油機(jī)噪聲是一個(gè)由多種聲源構(gòu)成的復(fù)雜聲源，按照噪聲輻射方式，柴油機(jī)噪聲可以分為空氣動(dòng)力噪聲和表面輻射噪聲。按照產(chǎn)生的機(jī)理，柴油機(jī)表面輻射噪聲又可以分為燃燒噪聲和機(jī)械噪聲。其中空氣動(dòng)力噪聲為主要噪聲源。
?。ㄒ唬?、 空氣動(dòng)力噪聲：
空氣動(dòng)力噪聲是由于氣體的非穩(wěn)定過程，即由氣體的擾動(dòng)以及氣體與物體的相互作用而產(chǎn)生的。直接向大氣輻射的空氣動(dòng)力噪聲包括：進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、冷卻風(fēng)扇噪聲。
1、進(jìn)氣噪聲：
2、排氣噪聲：
3、冷卻風(fēng)扇噪聲：
?。ǘ?、 表面輻射噪聲：
燃燒噪聲和機(jī)械噪聲很難嚴(yán)格區(qū)分，通常將由于氣缸內(nèi)燃燒所形成的壓力振動(dòng)通過缸蓋、活塞-連桿-曲軸-機(jī)體向外輻射的噪聲稱之為燃燒噪聲。將活塞對(duì)缸套的撞擊，正時(shí)齒輪、配氣機(jī)構(gòu)、噴油系統(tǒng)等運(yùn)動(dòng)件之間的機(jī)械撞擊振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲叫作機(jī)械噪聲。一般直噴式柴油機(jī)燃燒噪聲要高于機(jī)械噪聲，而非直噴式柴油機(jī)的機(jī)械噪聲則高于燃燒噪聲，但是低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燃燒噪聲都高于機(jī)械噪聲。
二、 解決噪聲的控制措施：
（一）、空氣動(dòng)力噪聲控制：
1、 進(jìn)氣噪聲控制：
一般發(fā)動(dòng)機(jī)均裝有空氣濾清器，進(jìn)氣噪聲即可有較大衰減，成為次要聲源。而當(dāng)其它聲源得到進(jìn)一步控制后，進(jìn)氣噪聲有可能成為主要聲源，這時(shí)需考慮采用性能良好的進(jìn)氣消聲器，通常進(jìn)氣消聲器要和空氣濾清器結(jié)合，進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，既能滿足進(jìn)氣和濾清方面的要求，又可使進(jìn)氣噪聲得到有效的控制。
2、 排氣噪聲控制：
控制排氣噪聲最有效的方法是加裝排氣消聲器，實(shí)際情況往往是降噪效果不很理想。分析原因主要是消聲器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不甚合理以及加工工藝存在問題，后一個(gè)問題可以通過提高工藝水平加以改善；前一個(gè)問題則涉及消聲器的設(shè)計(jì)思路。通常消聲器設(shè)計(jì)主要憑經(jīng)驗(yàn)，一些設(shè)計(jì)計(jì)算程序是在一些理想假設(shè)條件下進(jìn)行的，而在這些假設(shè)中實(shí)際影響最大的是忽略氣流的存在，而且是高壓、高溫、高速脈動(dòng)氣流的存在。此種狀態(tài)的氣流將會(huì)影響消聲器內(nèi)部的聲場分布、聲速、聲的傳播規(guī)律等，特別是氣流速度影響更大。氣流影響消聲器性能的主要原因是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的高速脈動(dòng)氣流再生噪聲，其次是這種氣流會(huì)沖擊消聲器的管路、殼體、隔板等聲學(xué)元件，進(jìn)而激發(fā)振動(dòng)輻射噪聲。當(dāng)消聲器結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不當(dāng)，或結(jié)構(gòu)不合理，或加工工藝存在問題時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致消聲器消聲性能的下降，同時(shí)氣流速度過高也會(huì)加大消聲器的壓力損失也會(huì)造成消聲性能下降。
?。ǘ?、發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲的控制：
發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲（燃燒噪聲和機(jī)械噪聲）的控制要受到發(fā)動(dòng)機(jī)性能方面的種種限制，從技術(shù)角度講難度很大，且降噪量有限。實(shí)踐表明，在結(jié)構(gòu)上采取措施可以一定幅度地降低發(fā)動(dòng)機(jī)的表面輻射噪聲，從而降低整機(jī)噪聲?？刂频幕敬胧┦窃黾咏Y(jié)構(gòu)剛度和阻尼，使得在同樣的激振力作用下減少結(jié)構(gòu)表面響應(yīng)。與此同時(shí)，減少輻射噪聲的表面面積，也是控制輻射噪聲的有效措施。
（三）、 綜合控制噪聲思路的實(shí)際應(yīng)用：
通常一臺(tái)500 kW進(jìn)口機(jī)組，機(jī)房內(nèi)的噪聲可達(dá)105~108 dB(A)。在不經(jīng)過治理的情況下，機(jī)房外環(huán)境噪聲為70~80 dB（A）或更高，相同功率參數(shù)的國產(chǎn)機(jī)組噪聲則更大些。目前我國在考核環(huán)境噪聲是否達(dá)標(biāo)時(shí)采用《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》或《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》，在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)不同區(qū)域有不同的噪聲限值。一般在城區(qū)多為一類區(qū)，限值標(biāo)準(zhǔn)晝間為55 dB（A），夜間為45 dB（A）；在郊區(qū)多為二類區(qū)域，相應(yīng)的限值標(biāo)準(zhǔn)晝間為60 dB（A），夜間50 dB（A）。從對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，需要的降噪幅度很大，對(duì)應(yīng)的控制技術(shù)難度也很大
若能采用以上方案可以使油機(jī)房布局更規(guī)范、更合理，后期消噪音控制更加簡便，使施工模式化，便于管理工作，在投資更少的情況下，達(dá)到環(huán)保要求。
一、柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組噪聲原因分析：
柴油機(jī)噪聲是一個(gè)由多種聲源構(gòu)成的復(fù)雜聲源，按照噪聲輻射方式，柴油機(jī)噪聲可以分為空氣動(dòng)力噪聲和表面輻射噪聲。按照產(chǎn)生的機(jī)理，柴油機(jī)表面輻射噪聲又可以分為燃燒噪聲和機(jī)械噪聲。其中空氣動(dòng)力噪聲為主要噪聲源。
?。ㄒ唬?、 空氣動(dòng)力噪聲：
空氣動(dòng)力噪聲是由于氣體的非穩(wěn)定過程，即由氣體的擾動(dòng)以及氣體與物體的相互作用而產(chǎn)生的。直接向大氣輻射的空氣動(dòng)力噪聲包括：進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、冷卻風(fēng)扇噪聲。
1、進(jìn)氣噪聲：
2、排氣噪聲：
3、冷卻風(fēng)扇噪聲：
?。ǘ?、 表面輻射噪聲：
燃燒噪聲和機(jī)械噪聲很難嚴(yán)格區(qū)分，通常將由于氣缸內(nèi)燃燒所形成的壓力振動(dòng)通過缸蓋、活塞-連桿-曲軸-機(jī)體向外輻射的噪聲稱之為燃燒噪聲。將活塞對(duì)缸套的撞擊，正時(shí)齒輪、配氣機(jī)構(gòu)、噴油系統(tǒng)等運(yùn)動(dòng)件之間的機(jī)械撞擊振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲叫作機(jī)械噪聲。一般直噴式柴油機(jī)燃燒噪聲要高于機(jī)械噪聲，而非直噴式柴油機(jī)的機(jī)械噪聲則高于燃燒噪聲，但是低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燃燒噪聲都高于機(jī)械噪聲。
二、 解決噪聲的控制措施：
（一）、空氣動(dòng)力噪聲控制：
1、 進(jìn)氣噪聲控制：
一般發(fā)動(dòng)機(jī)均裝有空氣濾清器，進(jìn)氣噪聲即可有較大衰減，成為次要聲源。而當(dāng)其它聲源得到進(jìn)一步控制后，進(jìn)氣噪聲有可能成為主要聲源，這時(shí)需考慮采用性能良好的進(jìn)氣消聲器，通常進(jìn)氣消聲器要和空氣濾清器結(jié)合，進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，既能滿足進(jìn)氣和濾清方面的要求，又可使進(jìn)氣噪聲得到有效的控制。
2、 排氣噪聲控制：
控制排氣噪聲最有效的方法是加裝排氣消聲器，實(shí)際情況往往是降噪效果不很理想。分析原因主要是消聲器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不甚合理以及加工工藝存在問題，后一個(gè)問題可以通過提高工藝水平加以改善；前一個(gè)問題則涉及消聲器的設(shè)計(jì)思路。通常消聲器設(shè)計(jì)主要憑經(jīng)驗(yàn)，一些設(shè)計(jì)計(jì)算程序是在一些理想假設(shè)條件下進(jìn)行的，而在這些假設(shè)中實(shí)際影響最大的是忽略氣流的存在，而且是高壓、高溫、高速脈動(dòng)氣流的存在。此種狀態(tài)的氣流將會(huì)影響消聲器內(nèi)部的聲場分布、聲速、聲的傳播規(guī)律等，特別是氣流速度影響更大。氣流影響消聲器性能的主要原因是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的高速脈動(dòng)氣流再生噪聲，其次是這種氣流會(huì)沖擊消聲器的管路、殼體、隔板等聲學(xué)元件，進(jìn)而激發(fā)振動(dòng)輻射噪聲。當(dāng)消聲器結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不當(dāng)，或結(jié)構(gòu)不合理，或加工工藝存在問題時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致消聲器消聲性能的下降，同時(shí)氣流速度過高也會(huì)加大消聲器的壓力損失也會(huì)造成消聲性能下降。
?。ǘ?、發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲的控制：
發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲（燃燒噪聲和機(jī)械噪聲）的控制要受到發(fā)動(dòng)機(jī)性能方面的種種限制，從技術(shù)角度講難度很大，且降噪量有限。實(shí)踐表明，在結(jié)構(gòu)上采取措施可以一定幅度地降低發(fā)動(dòng)機(jī)的表面輻射噪聲，從而降低整機(jī)噪聲?？刂频幕敬胧┦窃黾咏Y(jié)構(gòu)剛度和阻尼，使得在同樣的激振力作用下減少結(jié)構(gòu)表面響應(yīng)。與此同時(shí)，減少輻射噪聲的表面面積，也是控制輻射噪聲的有效措施。
（三）、 綜合控制噪聲思路的實(shí)際應(yīng)用：
通常一臺(tái)500 kW進(jìn)口機(jī)組，機(jī)房內(nèi)的噪聲可達(dá)105~108 dB(A)。在不經(jīng)過治理的情況下，機(jī)房外環(huán)境噪聲為70~80 dB（A）或更高，相同功率參數(shù)的國產(chǎn)機(jī)組噪聲則更大些。目前我國在考核環(huán)境噪聲是否達(dá)標(biāo)時(shí)采用《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》或《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》，在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)不同區(qū)域有不同的噪聲限值。一般在城區(qū)多為一類區(qū)，限值標(biāo)準(zhǔn)晝間為55 dB（A），夜間為45 dB（A）；在郊區(qū)多為二類區(qū)域，相應(yīng)的限值標(biāo)準(zhǔn)晝間為60 dB（A），夜間50 dB（A）。從對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，需要的降噪幅度很大，對(duì)應(yīng)的控制技術(shù)難度也很大
若能采用以上方案可以使油機(jī)房布局更規(guī)范、更合理，后期消噪音控制更加簡便，使施工模式化，便于管理工作，在投資更少的情況下，達(dá)到環(huán)保要求。
