發(fā)電機(jī)組噪聲治理思路

      柴油發(fā)電機(jī)組是一個(gè)復(fù)雜的多發(fā)聲源體，隨著機(jī)組結(jié)構(gòu)型號(hào)和尺寸、運(yùn)轉(zhuǎn)工況的不同，各個(gè)發(fā)聲點(diǎn)對(duì)整體噪聲的影響也不同，一般情況下，機(jī)組各類噪聲大致按如下順 序排列：排氣噪聲、燃燒噪聲或機(jī)械噪聲、風(fēng)扇噪聲、進(jìn)氣噪聲。降噪設(shè)計(jì)的基本思路是：首先查明各種聲源中的噪聲成分及其頻率特性，采取有效技術(shù)措施，將各聲源的噪聲等級(jí)盡量降低到大致相同的水平，同時(shí)也要考慮到是否影響機(jī)組輸出功率、降噪成本等綜合因素。

下面按照各類噪聲源分別說明隔聲降噪的技術(shù)措施：

　　1. 排氣噪聲的控制

　　排氣噪聲是發(fā)電機(jī)噪聲中能量大，成分最多的部分。它的基頻是發(fā)電機(jī)的發(fā)火頻率，在整個(gè)的排氣噪聲頻譜中應(yīng)呈現(xiàn)出基頻及其高次諧波的延伸。

　　噪聲成分主要有以下幾種：

　　a. 周期性的排氣所引起的低頻脈動(dòng)噪聲；

　　b. 排氣管道內(nèi)的氣柱共振噪聲；

　　c. 氣缸的亥姆霍茲共振噪聲；

　　d. 高速氣流通過排氣門環(huán)隙及曲折的管道時(shí)所產(chǎn)生的噴注噪聲。

　　e. 渦流噪聲以及排氣系統(tǒng)在管內(nèi)壓力波激勵(lì)下所產(chǎn)生的再生噪聲形成了連續(xù)性高頻噪聲，頻率均在1000hz以上，隨氣流速度增加，頻率顯著提高。

　　排氣噪聲是發(fā)電機(jī)空氣動(dòng)力噪聲的主要部分。其噪聲一般要比發(fā)電機(jī)整機(jī)高10-15db（a），是首先要進(jìn)行降噪控制的部分。消聲器是控制排氣噪聲的一種基本方法。正確選配消聲器（或消聲器組合）可使排氣噪聲減弱20-30db（a）以上。

根據(jù)消聲原理，消聲器結(jié)構(gòu)可分為阻性消聲器和抗性消聲器兩大類：

1） 阻性消聲器（即我們平時(shí)稱呼為工業(yè)型消聲器）是利用多孔吸聲材料，以一定方式布置在管道內(nèi)，當(dāng)氣流通過阻性消聲器時(shí)，聲波便引起吸聲材料孔隙中的空氣和細(xì)小纖維的震動(dòng)。由于摩擦和粘滯阻力，聲能變?yōu)闊崮芏眨瑥亩鸬较曌饔谩?/span>

2） 抗性消聲器（即我們平時(shí)稱呼為住宅型消聲器）是利用不同形狀的管道和共振腔進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，借助于管道截面和形狀的變化而引起的聲阻抗不匹配所產(chǎn)生的反射 和干涉作用，達(dá)到衰減噪聲的目的。其消聲效果，與管道形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般選擇性較強(qiáng)，適用于窄帶噪聲和低、中頻噪聲的消減。

機(jī)組排氣系統(tǒng)的降噪處理：我們一般利用一個(gè)波紋減震節(jié)、一個(gè)工業(yè)型消聲器和一個(gè)住宅型消聲器的組合，有效地隔斷了排氣震動(dòng)和排氣噪聲的傳播。同時(shí)，對(duì)排氣管道進(jìn)行隔熱隔音包扎，也能改善機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境和由排氣管引起的噪聲。

2. 機(jī)械噪聲和燃燒噪聲的控制

機(jī)械噪聲主要是發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)零部件在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中受氣體壓力和運(yùn)動(dòng)慣性力的周期變化所引起的震動(dòng)或相互沖擊而產(chǎn)生的，其中嚴(yán)重的有以下幾種：

a. 活塞曲柄連桿機(jī)構(gòu)的噪聲（主要為高頻噪聲）；

b. 配氣機(jī)構(gòu)的噪聲（主要為低、中頻段噪聲）；

c. 傳動(dòng)齒輪噪聲（噪聲譜是一種連續(xù)而寬廣的頻譜）；

d. 不平衡慣性力引起的機(jī)械震動(dòng)及噪聲。

e. 燃燒噪聲是燃燒過程產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)震動(dòng)和噪聲。在氣缸內(nèi)燃燒噪聲（尤其是低頻部分）聲壓級(jí)是很高的，但是，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中大多數(shù)零件的剛性較高，其自振頻率多處 于中高頻區(qū)域，由于對(duì)聲波傳播頻率響應(yīng)不匹配，因而在低頻段很高的氣缸壓力級(jí)峰值不能順利地傳出，而中高頻段的氣缸壓力級(jí)則相對(duì)易于傳出。

控制機(jī)械噪聲和燃燒噪聲的有效辦法:

一、是對(duì)機(jī)組進(jìn)行隔震處理，機(jī)組的隔震一般采用高效減震膠墊，現(xiàn)在這一部分技術(shù)已經(jīng)非常成熟。經(jīng)過隔震處理，機(jī)組表面的震動(dòng)被有效隔斷。

二、是在噪聲的傳播通道上進(jìn)行降噪處理，減少聲源對(duì)外的輻射，個(gè)別對(duì)噪聲指標(biāo)控制特別嚴(yán)的機(jī)房還要在內(nèi)墻和天花粘貼高效吸音材料，使噪聲源在傳出機(jī)房前已被有效衰減以提高機(jī)房的降噪效果。

3. 冷卻風(fēng)扇和排風(fēng)通道噪聲的控制

風(fēng)扇噪聲是由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。旋轉(zhuǎn)噪聲由旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉片切割空氣流產(chǎn)生周期性擾動(dòng)而引起。渦流噪聲是氣流在旋轉(zhuǎn)的葉片截面上分離時(shí)，由于氣體具有粘 性，便滑脫或分裂成一系列的漩渦流，從而輻射一種非穩(wěn)定的流動(dòng)噪聲。排風(fēng)通道直接與外界相通，空氣流速很大，氣流噪聲、風(fēng)扇噪聲和機(jī)械噪聲經(jīng)此通道輻射出去。

控制風(fēng)扇和排風(fēng)通道噪聲的手段，主要是設(shè)計(jì)一個(gè)好的排風(fēng)吸音通道，這個(gè)吸音通道可由導(dǎo)風(fēng)槽和排風(fēng)降噪箱組成，也可由導(dǎo)風(fēng)槽和一至幾組的吸音擋板組成。排風(fēng) 降噪箱的工作原理，類似于阻性消聲器?？赏ㄟ^更換吸音材料（改變材料的吸音系數(shù)），改變吸音材料的厚度、排風(fēng)通道的長度、寬度等參數(shù)來提高吸音效果。在設(shè)計(jì)排風(fēng)吸音通道時(shí)，要特別注意排風(fēng)口的有效面積必須滿足機(jī)組散熱的需要，以免排風(fēng)口風(fēng)阻增大而致排風(fēng)噪聲增大和機(jī)組高水溫停機(jī)。

4. 進(jìn)氣噪聲控制

機(jī)組工作在封閉的機(jī)房里面，從廣義上講，進(jìn)氣系統(tǒng)包括機(jī)組的進(jìn)風(fēng)通道和發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。進(jìn)風(fēng)通道和排風(fēng)通道一樣直接與外界相通，空氣的流速很大，氣流的 噪聲和機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲都經(jīng)進(jìn)風(fēng)通道輻射到外面。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的噪聲是由進(jìn)氣門周期性開、閉而產(chǎn)生的壓力波動(dòng)所形成，其噪聲頻率一般處于500hz以下的低頻范圍。

對(duì)于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，由于增壓器的轉(zhuǎn)速很高，因此其進(jìn)氣噪聲明顯高于非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪增壓器的壓氣機(jī)噪聲是由葉片周期性沖擊空氣而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)噪聲和高速氣流形成的渦流噪聲所組成，且是一種連續(xù)性高頻噪聲，其主要能量分布在500-10000hz范圍。

由于柴油發(fā)電機(jī)組一般都配置有設(shè)計(jì)合理的空氣濾清器，其本身就具有一定的消聲作用?？紤]到進(jìn)氣噪聲相對(duì)較低，故對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)一般不做另外處理。對(duì)機(jī)組的進(jìn)氣通道，則要從風(fēng)道的設(shè)計(jì)，隔音材料的選用等方面進(jìn)行綜合控制。其基本思路是：

a. 進(jìn)風(fēng)凈面積符合設(shè)計(jì)規(guī)范，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)和機(jī)組的冷卻系統(tǒng)有足夠的新鮮空氣吸入；

b. 進(jìn)風(fēng)通道需經(jīng)吸聲處理，一般采用進(jìn)風(fēng)百葉窗 + 導(dǎo)風(fēng)槽 + 消聲擋板的組合，如果有充足的空間，也可采用進(jìn)風(fēng)百葉窗+降噪箱的組合。