内燃机噪声测试室的设计与研究

　　1 前言

　　从声源处控制噪声是噪声控制的最有效措施。就内燃机而言,有关部门不仅制定了噪声标准,而且1998年开始将内燃机声功率级列为强制检测项目。因此,不论是内燃机制造厂,还是有关研究所、产品质量监督站都有建立内燃机噪声测试室的需要。

　　噪声源声功率级可在多种环境下测量,例如:消声室、半消声室、混响室、空旷室外等。由于内燃机声功率级测量要求的精度仅为工程级,因此对于上述部门来讲,最为经济的方法是建一个专用的测试室。我们利用某省内燃机研究所原有的试车室为他们改建了一个噪声测试室,耗资不足6万元,故结合此工程介绍有关设计与研究工作。

　　2 内燃机噪声测试室吸声量与体积的确定

　　目前,由于声强测量仪器价格昂贵等原因,通常采用声压测量方法来测定噪声源的声功率级。

式中LW--声功率级dB;

　　Lp--平均声压级dB;

　　S--测量面面积m²;

　　S0--S0=1m²;

　　K1--环境温度与大气压的修正值,在常温、常压下可忽略不计。

　　对于一个有界空间,由于壁面吸声系数不可能等于1,因而其声场应为直达声与反射声叠加而成。但是进行声压测量时,仪器不能区分直达声与反射声,因此若周壁的反射较强,即偏离自由场程度较大,则按(1)式计算的误差也较大。为了减少这种误差,必须尽力增大周壁的吸声能力。例如消声室与半消声室使用尖壁吸声,吸声系数达0.995以上,测试精度达精密级。然而,周壁吸声能力提高意味着造价增加,特别是当壁面吸声系数越接近于1时,造价增加越迅速。例如,消声室和半消声室造价昂贵。显然,根据要求的测试精度确定合理的吸声处理程度是最为经济的办法,是设计时应优先考虑的问题。

　　记房间总吸声量为A,包围噪声源的最大测量面面积为Sc,对于工程级测量精度而言,有关规范规定为了节省投资,在工程设计时,取是合宜的。

　　吸声量A在设计阶段通过下式算出

式中Si--第i个表面面积m²;

　　Ai--第i个表面吸声系数;

　　N--表面数量;

　　V--房间容积m³;

　　4m--空气吸收系数。

　　由式(2)可知吸声量A与吸声系数,面积、容积3个因素有关。对于专用测试室,无论是从建筑角度,还是从声学角度都应设计为长方体。当形状确定后,壁面面积与房间容积相关,因此吸声量A只与吸声系数和容积有关。

　　分析了在一定吸声量条件下容积与造价的关系。房间容积大,吸声处理费用低,但建筑费用高;反之,吸声处理费用高,而建筑费用低,如图1所示,因此存在着一个最佳容积V0,此时总造价最低。我们根据山东省建筑工程定额与装饰工程(吸声)定额进行了推算,得出