小型汽油發(fā)電機(jī)組噪聲源識(shí)別及控制研究

  發(fā)電機(jī)組等一些非道路設(shè)備由于其使用環(huán)境的原因,其噪聲污染對(duì)人們生活的影響更為嚴(yán)重。因此,世界發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)其輻射噪聲級(jí)進(jìn)行了嚴(yán)格的限制,以其盡可能降低對(duì)人的危害。以小型汽油機(jī)為動(dòng)力的發(fā)電機(jī)組是我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品出口的強(qiáng)勢(shì)產(chǎn)品,為我國(guó)帶來巨大的外匯收入。

  但由于國(guó)產(chǎn)小型汽油發(fā)電機(jī)組的噪聲問題至今難以解決,目前已經(jīng)嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的出口。以國(guó)產(chǎn)5kW小型汽油發(fā)電機(jī)組為研究對(duì)象,開展了噪聲源識(shí)別與控制的研究工作。首先通過聲強(qiáng)測(cè)試法識(shí)別了發(fā)電機(jī)組的主要噪聲源,并計(jì)算了各聲源對(duì)整機(jī)聲功率的貢獻(xiàn)度,明確了需要控制的噪聲源的順序?yàn)榕艢庠肼?、進(jìn)氣噪聲和風(fēng)扇噪聲。在此基礎(chǔ)上,為降低排氣噪聲,對(duì)機(jī)組裝配的消聲器進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)和數(shù)值仿真,建立了消聲器的聲學(xué)有限元數(shù)學(xué)模型,通過SYSNOISE軟件平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)對(duì)消聲器傳遞損失的分析。然后,對(duì)比不同結(jié)構(gòu)參數(shù)消聲器的傳遞損失數(shù)值分析結(jié)果,獲得優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。試驗(yàn)結(jié)果表明消聲器插入損失提高3dB(A),功率損失降低1.3%。針對(duì)進(jìn)氣噪聲和冷卻風(fēng)扇噪聲,采用CFD方法對(duì)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)和空濾器的流場(chǎng)特性進(jìn)行了數(shù)值分析,并進(jìn)一步研究了空濾器和冷卻風(fēng)扇的氣流脈動(dòng)和聲學(xué)特性,通過對(duì)比不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的空濾器和冷卻風(fēng)扇的仿真分析結(jié)果,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,從而降低進(jìn)氣噪聲和冷卻風(fēng)扇噪聲。

  試驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)空濾器可使整機(jī)噪聲聲功率降低1.6dB(A);最優(yōu)結(jié)構(gòu)冷卻風(fēng)扇也使機(jī)組整機(jī)噪聲聲功率降低1.6dB(A)。通過以上改進(jìn),5kW汽油發(fā)電機(jī)組的整機(jī)噪聲得到了有效地控制,整機(jī)噪聲聲功率由101dB(A)降低到97dB(A)。研究結(jié)果表明論文所開展的針對(duì)小型汽油發(fā)電機(jī)組的噪聲源識(shí)別與控制研究方法的正確性,針對(duì)主要噪聲源的控制方案的有效性。研究方法和改進(jìn)設(shè)計(jì)方案可為其它型號(hào)的汽油發(fā)電機(jī)組的噪聲控制提供參考。