S493Q柴油机噪声源识别与噪声控制

　　发动机噪声分为燃烧噪声、进排气噪声、机械噪声。通过降低气缸内的燃烧压力升高率可以降低燃烧噪声,但有时与动力性能指标相矛盾,需协调各个参数;进排气噪声是气流高速流动产生的,通过优化气道结构和改进消音器可以降低进排气噪声;机械噪声主要是由零部件的冲击振动引起的,而且引起振动的原因比较复杂,只有在详细分析了各个零部件产生振动的原因以及噪声分布情况后,才可能采取有效措施降低机械噪声。为此作者在对整机声功率进行测试之后,又利用复声强法对S493Q型柴油机进行了表面噪声源识别,绘制了二维等声强曲线,找到了最大噪声位置是在油底壳的大头部位,采用复合刚板式油底壳之后,整机降噪效果显著。

　　1　S493Q柴油机整机声功率试验及结果

　　本次试验在普通内燃机实验室中进行。试验时拆除冷却风扇,引出排气管至室外,消除排气紊流噪声,在进气管上装上空滤器,测量方法参照国标GB1859-89《内燃机噪声的测定方法》中的有关规定。降噪前在标定工况下(发动机输出功率为53.4 kW)所有测点的测量结果如表1所示。

　　根据国标GB14097-1993《中小功率柴油机噪声限值》中的规定,S493Q柴油机的声功率级Lw(A)≤113 dB(A),由计算结果可见噪声值超标,而且发动机两侧面辐射噪声较大。所以应该找出主要噪声源,进而采取降噪措施。

　　2　S493Q柴油机表面辐射噪声源分析

　　2·1　复声强测量方法[1~2]

　　图1为测量装置简图。在频率域内,使用双传声器测量时的复声强表达式为

式中Ia(ω)为有功声强;Ir(ω)为无功声强;Δγ为双传声器中心声学间距;ρ为空气密度;GAA、GBB分别为两传声器的声压信号自功率谱;GAB为两传声器的声压信号互功率谱。

　　在发动机的两个侧面、距机体表面为25 cm的平面上分别布置了6×6个测点,如图2、图3中的网格所示。其中粗实线为发动机外轮廓线,细实线为等声强线。测量时发动机为全负荷,标定转速。用声强探头逐点从左至右,从上至下拾取发动机侧面的噪声信号。用磁带机记录,然后在7T18S数据处理机上进行信号处理。

　　2·2　发动机两侧面辐射噪声源分析

　　图2、图3为发动机进、排气侧等声强图。

　　从图2中可以看出,在第5×6点处声强值较大,达117.5dB,此点正好是在油底壳侧面的大头部位,与该侧面其它测点相比该点噪声值最大。说明油底壳侧面的大头部位是该侧面最大辐射噪声源。从图3可以看出油底壳大头部位也是该侧面的最大辐射噪声源。在第3×5点附近也有一个较大噪声源,声强级达114dB。从图上可看出该处正是发电机位置,说明该处辐射的较大噪声是由发电机产生的。经分析可知,该发动机两侧面主要辐射噪声源是油底壳大头部位的发电机。又因整个油底壳的表面积相对较大,因此可以断定,油底壳噪声在该发动机向外辐射的噪声中是主要噪声源之一。