柴油发电机噪声发生及解决方法分析

柴油发电机噪声发生及解决方法分析

作者：刘志军

来源：《科学导报·学术》2018年第19期

【摘要】城市发展对环境提出新要求，柴油发电机是城市持续运行中保障性供电措施，但是其自身噪声较大，产生大量噪声污染，影响周围环境稳定。为满足备用电力供应稳定，需分析柴油发电机噪声的实际发生，针对其发生出对应解决措施，提高城市环境整体水平。

【关键词】柴油发电机；噪声；解决方法；环境污染

国民经济发展带动电力需求增长，为环节供电紧张，确保一些重要机关供电稳定，发电机房大多配置有紧急柴油发电机[1]。但是，柴油发电机自身运行中噪声大，对周围环境影响大。为解决柴油发电机这一问题，下文对其降噪处理详细分析，为实际优化柴油发电机奠定坚实的基础。

1.柴油发电机噪声源分析

柴油发电机运行中，噪声产生部位及原因具有差异性，大致的可分为：进气、燃烧、排气、机械、电磁及冷却扇噪声。

1.1进气噪声

柴油发电机在机房中需大量新鲜空气维持工作，为避免柴油发电机工作温度过高，需具备良好散热，因此，进气系统在柴油发电机整个工作中都持续运作。进风通道确保新风进入机房，以通道将机械噪声及气流噪声传递出去，造成进气噪声[2]。

1.2排气噪声

排气噪声是排气管中气柱共振导致，一些气缸共振、高速气流经曲折管道及气门间隙也会导致噪声产生。此外，排期中管道压力挤压将产生再生性噪声。排气噪声自身噪声能量大、成分较多，受发动机发火频率影响大。

1.3燃烧噪声

燃烧噪声是柴油发电机燃油中结构振动导致的噪声出现。

1.4机械噪声

机械噪声是机组发动机自身运作中受本体原理影响和运用连贯性影响，产生振动，发生噪音。一般传动齿轮、活塞曲柄联动机、配气结构都会产生噪声。机械噪声多是发动机自身振动导致，其噪声危害打、传播范围广，对环境影响较大。

时下，工程项目多在柴油发电机前装配配套轴流式冷却风发电机，其空气脉动将产生大量噪音，引起附近居民不适。

1.5电磁噪声

发电机定子及转子形成磁场脉冲，引起电磁噪声

1.6冷却扇噪音

扇叶切割空气，产生周期噪音，和排气、机械等辐射噪音有一定区别。

2.降噪方式

降噪可以从以下几种方式实现：减低噪声源；注重传递途径隔离；保护噪声接受者。可从这三角度分析，降低噪声对周围环境的影响。

2.1隔声降噪方式

设计低噪声机组，将噪声和外界进行有效隔离，可以在柴油发电机外部安装隔声罩，限制噪声传播。

（1）降噪原则

采用隔声罩设计，其实际固有频率设计不能和和噪声频率基本吻合，将噪声能力充分的控制在隔声罩当中，避免隔声罩和噪音振动频率一致，不能起到良好的隔音效果。隔声罩设计中，需确保结构实际频率和噪声入射频率的差异性。

隔声罩结构的设计上，采用材料组合，提高质量。材料交汇中，可以反射一部分噪声。同等厚度隔声罩上，多采用两种以上的隔声材料进行设计，起到良好隔音效果。

（2）结构设计

隔声罩可采用不同形式肾宝合剂，以金属板和吸滤材料组成，吸滤材料以玻璃毛毡、泡沫、塑料为首选，也可选择超细玻璃棉辅助设计。

柴油发电机自身隔声罩空间较小，实际散热能力不理想，机组运行中，隔声罩内温度偏高，将影响柴油发电机整体性能，甚至影响其运行安全。在隔声罩设计上，还要考虑其传热性。玻璃毛毡自身不易燃烧，频率区处于250-1000Hz吸聲能力较好，可首选玻璃毛毡为主要材料。泡沫材料易燃性较好，选择泡沫材料设计，需加入阻燃材料，保障安全性。

隔声罩设计一层金属板及两层吸声材料，组合中，以不同吸声材料组合，确保两材料在不同频率区有互补性吸声系数，提高吸声效果[3]。

可以采用隔声板加吸声材料方式，两层隔声板厚度和材料厚度区分开，以材料界面消耗噪声，利用屏障材料，对不同噪声起到隔离效果。

2.2消声器降噪

采用消声器方式降低噪音，主要针对发电机进气噪音及排气噪音。在进排气处安装消声器，实现合理降噪。消声器以阻性、抗性及阻抗符合三种结构：

（1）阻性消声器

噪声声波经消声器，材料将噪声转化为热能，实现消声。阻性消声器性能受吸声材料影响大，考虑柴油发电机噪声频率属中低频，吸声材料低频吸声效果差，不易采用阻性消声器建设。但是对消减增压柴油机进气噪音而言，其有天然优势。

（2）抗性消声器

针对声波滤波制作的抗性消声器，其吸声效果受尺寸及形状影响大，膨胀室存在有限长管道，适当组合，以管道界面变化沿管道传播频率反射出去，部分噪声无法通过消声器。抗性消声器用于中低频噪声消除，在柴油机排气消声上可推广应用。

（3）阻抗复合消声器

阻抗复合消声器结合阻性消声器及抗性消声器特点，其能够在较宽频率上实现良好消声效果。

3.柴油发电机低噪声结构设计

3.1机组通风设计

在机组结构中，分析散热及空气补充，一方面柴油机冷却风扇鼓风，带走舱内热量，补充空气，可在隔声罩加装百叶窗进风口。另一方面可在隔声罩上加装换气扇，发电机凤展附近设置进风口，满足柴油机排风需求。

3.2排风道降噪

机组运行中，设计需考虑降噪风道。风道界面以折现为主，形成对噪声的反射降噪；风道中设置吸声材料，吸收部分噪声；风道及机组工作舱设计可拆卸模式，利于维护。

3.3发电机布局

机组运行热量不易排出，导致工作舱温度较高，影响使用寿命，需将控制屏隔离工作舱，避免电器元件老化严重。对消声器工作温度正常的，可在隔音罩设置消声器，将消声器排气尾管引导外部，提高吸声效果。

4.结束语

综上所述，对柴油发电机噪声发生及解决方法分析，应对柴油发电机噪声源详细分析，了解进气、燃烧、排气、机械、电磁及冷却扇噪声组成，在此基础上分析不同降噪方式：隔声降噪方式；消声器降噪。最后对柴油发电机低噪声结构设计，分析机组通风设计、排风道降噪、发电机布局等内容，以此确保柴油发电机运行稳定，减轻其对周围环境的影响。

参考文献：

[1]熊振华. 柴油发电机房噪声及其控制办法[J]. 通信电源技术，2016，33（2）：158-159.

[2]董秋苏. 狭小舱室内柴油发电机组噪声测量及评定[J]. 船舶标准化工程师，2017，50（4）：59-63.

[3]刘贺，李玉海，魏莉. 泡沫铝在200千瓦柴油发电机组中降噪的应用研究[J]. 沈阳理工大学学报，2016，35（4）：88-91.

（作者单位：黑龙江外国语学院）