一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法
2023-05-19 15:51:51
一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法
【專利摘要】本發明公開了一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法，就是通過對靜音型柴油發電機組採用隔振和吸聲隔聲的方法降低主要為通過振動傳播的低頻結構噪聲，減少噪聲中低頻成分，用於對柴油發電機組結構噪聲的治理。本發明通過採用有限元模態分析與試驗模態分析相結合的方法，對隔聲罩結構振動噪聲進行分析，找出主要的振動及噪聲源，並開展有針對性的改進工作，在結構上採取措施，大幅度地降低了隔聲罩的表面輻射噪聲，從而降低了整機發出的噪聲。
【專利說明】一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及柴油發電機組降噪領域，尤其是指一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法。
【背景技術】
[0002]世界各國對於由振動和噪聲造成的汙染和危害越來越重視，因此減振降噪技術的研究也日益受到關注。由此人們研究並開發了很多用於控制工程振動和噪聲的方法和技術，其中阻尼技術是控制結構共振和噪聲輻射的最有效方法，是解決減振降噪問題的最重要手段。
[0003]柴油機空氣輻射噪聲主要包括氣動力噪聲和表面輻射噪聲，根據噪聲控制的原貝U，是首先處理那些具有最高強度的噪聲源。柴油發電機組的氣動力噪聲以排氣噪聲為主，排氣消聲器對高頻噪聲具有良好的消聲效果，而低頻消聲性能較差，經過消聲器後排放的低頻噪聲的聲場噪聲激勵會引起結構的振動。隔聲罩是控制表面輻射噪聲的裝置，也是控制噪聲傳播途徑的一個重要方法，可降低同樣等級的表面輻射噪聲。發動機的機械噪聲和燃燒噪聲從發動機基本結構上的表面輻射，機體表面是噪聲的最大輻射源，板殼結構能將激振能量傳遞到振動表面並輻射噪聲，這些噪聲呈明顯的低頻性。這些低頻噪聲和靜音型柴油發電機組隔聲罩的金屬板結構振動形成了新的聲振耦合，如果簡單的通過給柴油發電機組安裝隔聲罩來降低發動機的表面噪聲和機械振動引起的結構噪聲，而沒有對機體結構振動響應特性規律的分析，就不能正確的找到降低其結構振動噪聲的辦法，也就不能有效的治理柴油發電機組結構噪聲。
[0004]本發明運用有限元模態分析與試驗模態分析對發動機結構振動噪聲控制機理進行了研究，通過增加隔聲罩的降噪減振層，從結構聲學優化方面找出治理結構振動噪聲的辦法。
【發明內容】
[0005]為提高柴油機隔聲罩的低頻隔聲性能，消除在低頻時出現放大現象，獲得隔聲罩較佳隔聲性能，本發明採用如下技術方案:對靜音型柴油發電機組採用隔振和吸聲隔聲的方法降低主要為通過振動傳播的低頻結構噪聲，減少噪聲中低頻成分，用於對柴油發電機組結構噪聲的治理。
[0006]結構噪聲主要表現為低中頻振動，它的傳播方式是以振動型式為主，是通過固體傳遞的，常規的加隔音棉、加隔音板將無法隔斷噪音的傳動。機體結構聲學優化措施:提高通過頻率範圍和削弱固體聲傳遞，雖然通過提高剛度提高通過頻率範圍，但局部的質量堆聚會造成較低的固有頻率，反而降低通過頻率範圍。因此，治理結構噪聲的唯一辦法就是通過隔振和吸聲隔聲以隔斷聲音的傳播，才可以從隔音罩內部消化柴油發電機組發出的所有振動及噪音。根據結構振動響應特性規律的分析和噪聲優化控制，在隔聲罩內壁塗敷上一層阻尼材料，對隔聲罩內部作吸聲處理，用於抑制隔板的共振，避免隔聲罩的聲振耦合；在隔聲罩採取了通風冷卻的進排風通道內壁的鋼板表面塗敷上一層阻尼材料，作消聲處理。
[0007]表現為低中頻振動的結構噪音，它的傳播方式是以振動型式為主，是通過固體傳遞的。柴油發電機組的隔振設計是依據機組的重量選擇減震墊，滿足彈簧與發動機的組成系統共振頻率低於力源的頻率的條件，隔聲罩通常採用螺栓固定在底座上。由於機組的底座不是固定不動的，其傳遞導納較大，或者地板的傳遞導納不是理論計算的極小，因此，仍然會有一部分振動通過機組底座傳遞到隔聲罩。本發明在隔聲罩與機組底座的連接處採用阻尼複合材料，吸收結構噪聲激振力引起的隔聲罩的振動能量；機組的底座採用雙層減震墊，第一層設置在發動機與底座之間，第二層設置在底座與地面之間。
[0008]方形平行罩壁設計的隔聲罩會引起罩內空氣聲的駐波效應，通過對隔聲罩內部作吸聲處理，在內壁板的穿孔板上粘貼消聲劈尖，將頂板內壁採用抵板結構，用於消除空氣駐波效應和肖Ij弱反射噪聲。
[0009]本發明採用上述技術方案後產生的有益效果是:通過運用有限元模態分析與試驗模態分析對發動機結構振動噪聲進行分析，在結構上採取措施可以一定幅度地降低發動機的表面輻射噪聲，從而降低整機噪聲。在經濟上，通過研製新型的隔聲罩裝置比改進柴油機本身結構可以節約較多的人力物力，有利於降低治理噪聲的成本。
[0010]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法的主要研究思路。
【具體實施方式】
[0011]本發明採用雷射測振儀和聲壓傳感器測量工具，測量了靜音型柴油發電機組工作過程中隔聲罩的表面振動分布和聲功率級，採用三分之一倍頻程頻譜儀測量了噪聲的分布，以下結合附圖對本發明進一步說明:
如圖1，為了掌握靜音型柴油發電機組I的振動和噪聲特性，驗證理論計算結果的有效性，進行了相關的振動試驗2和聲學試驗3，採用雷射測振儀測量了柴油機的表面振動，分析了隔聲罩表面振動分布特性，測量了柴油機的聲功率級，採用聲強法進行了靜音型柴油發電機組I輻射噪聲源識別的研究，試驗數據4表明:通過對靜音型柴油發電機組I採用隔振和吸聲隔聲7的方法降低主要為通過振動傳播的低頻結構噪聲，減少噪聲中低頻成分，是一種治理柴油發電機組結構噪聲8有效的方法。
[0012]本發明採用有限元和邊界元法進行了隔聲罩振動響應分析和結構噪聲預測，分析了不同工況下和不同激勵源作用下的結構振動響應特性規律5，根據計算結果，採用隔聲罩由2mm厚的鋼板，內襯50mm厚的超細玻璃棉(容重25kg/m3)作吸聲層，玻璃棉護面層由一層玻璃布和一層穿孔率為25%的穿孔鋼板構成，但玻璃纖維棉對高頻噪聲呈現有較好的吸聲效果，在低頻時其吸聲係數在0.1以下，不能對低頻起到很好的吸聲作用，需要採用新的隔振和吸聲隔聲方法為其結構噪聲優化控制6，從隔音罩內部消化柴油發電機組發出的所有振動及噪音，以隔斷聲音的傳播。在隔聲罩的2mm厚的鋼板上內表面塗敷上一層厚7mm的浙青石棉絨作阻尼層，對隔聲罩內部作吸聲處理，用於抑制隔板的共振，避免隔聲罩的聲振率禹合。
[0013]利用振動烈度和聲壓級評價靜音罩、靜音罩的通風通道和機體底座三條傳遞途徑傳遞能量的大小。以振動烈度為評價標準計算結果:靜音罩傳遞能量為總能量的35%，靜音罩的通風通道傳遞總能量的60%，而機體底座傳遞能量為5%。以總聲壓級為評價標準，同樣得到結果靜音罩的通風通道傳遞能量佔第一位，靜音罩傳遞能量佔第二位，機體底座傳遞能量為最小。在隔聲罩採取了通風冷卻的進排風通道內壁的鋼板表面塗敷上一層厚7_的浙青石棉絨作阻尼層，作消聲處理。在隔聲罩與機組底座的連接處採用阻尼複合材料，吸收結構噪聲激振力引起的隔聲罩的振動能量；機組的底座採用雙層減震墊，第一層設置在發動機與底座之間，第二層設置在底座與地面之間。
[0014]通過試驗的識別了主要的噪聲源還包括罩壁內的空氣駐波效應以及其反射噪聲。在隔聲罩的壁板粘貼吸聲劈尖，在其頂板內壁採用抵板結構對隔聲罩內部作吸聲處理，基本消除了方形平行罩壁內的空氣駐波效應，其反射噪聲也得到削弱。
[0015]經過以上方法治理的柴油發電機組降噪比較明顯。根據試驗的數據，通過新的隔振和吸聲隔聲治理柴油發電機組結構噪聲的方法，在距隔聲罩表面Im處的噪聲1000Hz以下的結構衰減量很大，為15dB /三分之一倍頻率，有效減低結構對激勵的振動響應和結構噪聲。
【權利要求】
1.一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法，其特徵在於:對靜音型柴油發電機組採用隔振和吸聲隔聲的方法降低主要為通過振動傳播的低頻結構噪聲，減少噪聲中低頻成分，用於對柴油發電機組結構噪聲的治理。
2.根據權利要求1所述的一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法，其中所述的吸聲隔聲，其特徵在於:在隔聲罩內壁塗敷上一層阻尼材料，對隔聲罩內部作吸聲處理，用於抑制隔板的共振，避免隔聲罩的聲振耦合。
3.根據權利要求1所述的一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法，其中所述的吸聲隔聲，其特徵在於:在隔聲罩採取了通風冷卻的進排風通道內壁的鋼板表面塗敷上一層阻尼材料，作消聲處理。
4.根據權利要求1所述的一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法，其中所述的隔振，其特徵在於:隔聲罩與機組底座的連接處採用阻尼複合材料。
5.根據權利要求1所述的一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法，其中所述的隔振，其特徵在於:機組的底座採用雙層減震墊，第一層設置在發動機與底座之間，第二層設置在底座與地面之間。
6.根據權利要求1所述的一種治理柴油發電機組結構噪聲的方法，其中所述的吸聲隔聲，其特徵在於:通過對隔聲罩內部作吸聲處理，在隔聲罩內壁粘貼消聲劈尖，將頂板內壁採用抵板結構，用於消除空氣駐波效應和削弱反射噪聲。
【文檔編號】G10K11/172GK104505087SQ201310621058
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】陳啟峰, 徐文捷, 陳忠池, 唐雁明 申請人:廣東西電動力科技股份有限公司