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電源車降噪案例

這種車輛實際上就是汽車和發電機的結合,在製造過程較難解決的是發電機的噪聲問題。發電機的噪聲其聲壓級一般都在110分貝左右,這樣高噪聲破壞了安靜的環境,使人們寢食難安,要使電源車進入生產和生活的各個領域,就必須把發電機的噪聲降低到使人能夠了承受的程度。因此製造電源車,降噪工作已是製造過程中一項必不可少的重要生產程序。為了更好地做好這項工作,我們對發電機的噪聲進行了認真的分析和研究。

發電機產生噪聲的部位有:柴油發動機,發電機、冷卻風扇等。其中發動機的噪聲最為突出,氣門的周期性開啟閉合產生壓力脈衝噪聲,單位時間內的排氣噪聲、高溫高壓、廢氣噴注和衝擊噪聲,汽缸內的共振噪聲,排氣系統內部的湍流噪聲等等,噪聲成份複雜,頻帶很寬,在63-3KHZ的頻範圍內向周邊輻射高強度聲能。

冷卻風扇也產生旋轉噪聲和空氣的壓力脈動噪聲,它自身會產生85分貝左右的噪聲,頻率約125~2000HZ範圍,它還會在帶出發動機熱量的同時,也加大發動機表面的機械噪聲向外輻射。此外,由於發動機汽缸活塞的作用,在熱能轉為電能的整個過程中,還會生產強烈的振動。決定發電機組噪聲高低的主要因素是轉速和負荷及製造精度。

電源車的主要配件發電機在運行時需要足夠的空氣冷卻和燃燒,而汽車的車廂由於客觀條件的限制,必須做得足夠小,因此,設計一個合適的進排風口是降噪工作的重要環節。首先,確定進風口的位置,因發電機的排風扇冷卻水箱在汽車的後部,所以從車廂的前側面進風最佳。冷風從前面進去後面出,帶出發動機外殼熱量和水箱的熱量。我們以發電機排風口的水箱的面積為基準(因水箱面積是發電機軸流風機的排風口),考慮一些局部的阻力損失,取電源車的排風口截面積為水箱面積的1.2倍,而進風口的截面積為排風口截面積的1.5倍,使車廂內有很小的負壓,使燃燒空氣能充分進入汽缸,保證燃料的充分燃燒和車廂內的降溫效果。

降噪設備的分佈:

(1)由於整個車廂都是金屬製品,廂內表面材料平均吸聲係數很小,聲波的反射次數很多,反射的聲能很大。為了克服這一問題,我們在車廂內的側面和頂部,都做了高效吸聲體(該產品的平均吸聲係數在0.9以上),車廂內的所有表面平均吸聲係數提高到0.6以上,減少了車廂內的混響聲。

(2)進風口:我們採用迷宮式消聲裝置,使進風口無直達聲波向車廂外輻射。而逆風時聲波的傳播方向向上,結合迷宮式的通道,噪聲很少從進風口輻射出去。

(3)排風口:發電機安裝后水箱至車廂的最後部一般只有900距離,也就是說只能在這900距離間安裝排風消聲元件,我們採用了弧型的阻性吸聲片和Φ100的圓柱型吸聲體橫直兩道,圓柱型吸聲體橫放在裡面,弧型吸聲片直接放在外面(留有足夠的通風面積),使聲波在向外輻射時充分能接觸到消聲元件,從而達到降低噪聲的目的。

(4)排煙口,也是發電機組噪聲最高的地方,我們設計了一種消聲器(插入損失)高於35分貝的阻抗複合消聲器,阻性吸聲材料採用硅酸鋁,用三節消聲,中部用1/4排煙口截面大小的圓管若干根,管上鑽相當數量的小孔,它的擴張比最高能達到30,這樣在寬頻帶噪聲範圍內有較好的消聲效果。

為了克服“排煙口阻力大會影響發電機功率”這一問題,我們採用消聲器出口逐步放大的辦法來解決,第一節消聲器的進口,比發電機排煙口的面積大,第二節的口比第一節的口大等等,這樣我們生產的發電機排煙消聲器阻力為50Pa左右,對發電機的發電功率基本無影響,在驗收噪聲測試時,其噪聲在電源車周圍一米處達到75分貝(發電機為康明斯320KW),達到了預計的通風降噪效果。

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