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小型汽油發(fā)電機組噪聲源識別及控制研究
發(fā)電機組等一些非道路設備由于其使用環(huán)境的原因,其噪聲污染對人們生活的影響更為嚴重。因此,世界發(fā)達國家對其輻射噪聲級進行了嚴格的限制,以其盡可能降低對人的危害。以汽油機為動力的小型汽油發(fā)電機是我國機電產(chǎn)品出口的強勢產(chǎn)品,為我國帶來巨大的外匯收入。
但由于國產(chǎn)小型汽油發(fā)電機組的噪聲問題至今難以解決,目前已經(jīng)嚴重影響了產(chǎn)品的出口。以國產(chǎn)5kW小型汽油發(fā)電機組為研究對象,開展了噪聲源識別與控制的研究工作。首先通過聲強測試法識別了發(fā)電機組的主要噪聲源,并計算了各聲源對整機聲功率的貢獻度,明確了需要控制的噪聲源的順序為排氣噪聲、進氣噪聲和風扇噪聲。在此基礎上,為降低排氣噪聲,對機組裝配的消聲器進行了改進設計和數(shù)值仿真,建立了消聲器的聲學有限元數(shù)學模型,通過SYSNOISE軟件平臺來實現(xiàn)對消聲器傳遞損失的分析。然后,對比不同結構參數(shù)消聲器的傳遞損失數(shù)值分析結果,獲得優(yōu)化的結構設計方案。試驗結果表明消聲器插入損失提高3dB(A),功率損失降低1.3%。針對進氣噪聲和冷卻風扇噪聲,采用CFD方法對冷卻風扇系統(tǒng)和空濾器的流場特性進行了數(shù)值分析,并進一步研究了空濾器和冷卻風扇的氣流脈動和聲學特性,通過對比不同結構參數(shù)的空濾器和冷卻風扇的仿真分析結果,優(yōu)化結構設計方案,從而降低進氣噪聲和冷卻風扇噪聲。
試驗結果表明改進的*結構空濾器可使整機噪聲聲功率降低1.6dB(A);*結構冷卻風扇也使機組整機噪聲聲功率降低1.6dB(A)。通過以上改進,5kW汽油發(fā)電機組的整機噪聲得到了有效地控制,整機噪聲聲功率由101dB(A)降低到97dB(A)。研究結果表明論文所開展的針對小型汽油發(fā)電機組的噪聲源識別與控制研究方法的正確性,針對主要噪聲源的控制方案的有效性。研究方法和改進設計方案可為其它型號的汽油發(fā)電機組的噪聲控制提供參考。
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