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              西安柴油發電機降噪,主要有這幾種方法
              - 2019-07-09-

                相對于汽油機,西安柴油發電機最讓人詬病的一點就是振動噪聲比較差。其實隨著技術的進步,柴油機的噪聲問題已經可以有效控制,今天小編就來聊一聊,目前柴油機常規的降噪手段有哪些。

                發動機降噪并不是唯一手段

                通常柴油機不作為終端產品銷售給客戶,而是搭載在車、船、發電設備、工程機械等產品上出售,而客戶直接關心的其實是終端產品的使用體驗,并不是柴油機。所以本文首先聲明一個觀點,優化噪聲并不一定僅針對柴油機,很多時候從其它方面入手反而更容易解決問題。

                噪聲問題通常采用傳遞路徑分析方法進行研究,即TPA(Transfer Path Analysis),這是用于識別或者評價能量如何從激勵源到某接受位置傳遞的分析方法。基于激勵源-傳遞-響應的系統傳遞路徑分析,計算出從源到響應的各個路徑的矢量貢獻量,識別出傳遞路徑中的各部件的振動、噪聲特性,并通過對其調整來解決特定的問題。也就是說,問題不只是激勵源造成的,傳遞過程和響應部件都需要分析。

                在各類柴油機終端產品中,尤其以整車特別是客車對噪聲問題最敏感,下面以整車為例進行簡單說明。對于柴油車而言,發動機的振動,可以通過懸置傳遞到車架、車身,也可以通過變速箱—傳動軸—車橋傳遞到車架、車身,進而產生各種車內外噪聲。優化柴油車噪聲,可以優化懸置軟墊剛度,有效吸收發動機振動;也可以增加發動機艙內的聲學包裹,減少露聲;還可以優化消聲器,減少排氣噪聲,等等。總之,對于柴油車的噪聲問題,柴油機是一個很重要的因素,但不是全部的因素。同樣的柴油機,在不同的整車上可能會有完全不同的噪聲表現。而噪聲優異的柴油車,必然柴油機和整車都進行了系統而有效的降噪設計。

                回到發動機本身的噪聲問題,主要從下面幾個方面進行介紹

                燃燒噪聲

                西安柴油發電機的燃燒噪聲是由于燃燒室內氣壓急劇上升,致使發動機各部件振動而引起的噪聲。所以針對燃燒噪聲的一切方法的根本點是降低燃燒過程中缸內壓力升高的速率。有人可能會說優化壓縮比、燃燒室、增壓系統、燃油系統這些措施可以解決。李Sir說明一下,在柴油機正向設計過程中,壓縮比和燃燒室是由排放及油耗需求決定的,增壓系統和燃油系統則是由成本、性能及排放需求共同決定的, NVH因素在相關設計時基本考慮不到。所以針對燃燒噪聲,柴油機開發過程的主要處理方法就是標定預噴。

                目前的高壓共軌系統都能實現在一次循環中實現多次噴射,包括多次預噴、一次主噴和多次后噴,其中預噴和后噴的燃油噴射量都很少。預噴的少量燃油使缸內溫度和壓力在主噴前有所升高,當主噴燃油噴入氣缸時,是在一定壓力基礎上繼續提升缸內壓力,所以缸壓的升高速率下降,燃燒噪聲也隨之下降。

                機械噪聲

                機械噪聲是由于零部件的機械運動而產生的,它與各零部件的結構及運動特性等因素有關,非常復雜。主要的噪聲源包括:活塞換向時敲擊氣缸壁的聲音;凸輪軸或搖臂敲擊氣門的聲音;齒輪副嚙合的聲音等等。每一種噪聲產生的原因各不相同,響應的解決方案也五花八門。我這里僅舉例說明活塞換向敲擊噪聲的幾個設計解決方案。

                大家都知道,活塞在經過上止點的時候,所在位置會從一側氣缸壁轉換到對側氣缸壁,這個換向過程會因敲擊缸壁產生噪聲。降低活塞換向敲擊聲,主要思路是考慮減小活塞換向時在水平方向上產生的分力,有三種辦法:一是保證足夠的連桿長度,結構條件允許的情況下越長越好,二是曲軸偏離缸孔中心線,向主推力側偏移,一般控制在10mm以內;三是活塞銷偏離活塞中心線,向主推力側偏移,一般控制在2mm左右。如下圖事例,可以用初中物理知識分析一下。

                空氣噪聲

                空氣噪聲是由于氣體擾動以及氣體和其他物體相互作用而產生的噪聲。這里介紹兩種主要的設計解決思路:

                一是設計過程中,管路內腔盡量避免有凸起及凹陷,因為氣體經過凸起及凹陷部位時,氣流極易受影響而導致流速突變,進而產生噪聲。也不是絕對不能允許凸起及凹陷,因設計需要一定要使用類似的結構時,要先通過仿真計算進行校核。

                二是西安柴油發電機設計消音腔,最簡單的方法就是在進氣管路或排氣管路中,設計一個相對較大的空腔,聲波在管道界面的突然擴張會造成通道內聲阻抗突變,進而使聲波傳播方向發生改變,最后達到消聲的目的。

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