性能特點和作用說明

柴油發(fā)電機(jī)的排氣消聲器降噪原理與效果

 

排氣噪聲是工程機(jī)械的主要噪聲源之一，消聲器作為柴油發(fā)電機(jī)組排氣系統(tǒng)的主要消聲裝置，其性能好壞決定著的噪聲水平。柴油發(fā)電機(jī)的消聲器也稱為聲音衰減器，旨在減少不同類型設(shè)備產(chǎn)生的聲音。消聲器通常安裝在柴油發(fā)電機(jī)的排煙管前端，它們有助于最大限度地減少聲音輸出。若與柴油發(fā)電機(jī)的尾氣凈化裝置同時使用，其降噪效果更加明顯。近年來，隨著噪聲法規(guī)的日益嚴(yán)格，對消聲器的設(shè)計要求也逐漸提高，，從而導(dǎo)致排氣基頻及其倍頻呈現(xiàn)出低頻化的特征。工程機(jī)械排氣噪聲是以中低頻為主的寬頻噪聲，因此要求消聲器在兼顧全頻段消聲的基礎(chǔ)上具有優(yōu)異的中低頻段消聲特性。

 

消聲器結(jié)構(gòu)剖析圖

 

 

一、消音器降噪原理

 

柴油發(fā)電機(jī)排氣消聲器主要從消聲性能、空氣動力性能與結(jié)構(gòu)性能三個方面進(jìn)行分析，它應(yīng)有較高的、頻帶較寬的消聲量、較小的阻力損失及結(jié)構(gòu)簡單等特點。柴油發(fā)電機(jī)機(jī)排氣消聲器，通常設(shè)計成微穿孔板阻抗復(fù)合式，它在低、中、高頻都具有較高的消聲量，能夠承受高溫和氣流的沖擊，阻損低，再生噪聲小，消聲量可達(dá)20dB（A）以上。常用微穿孔板阻抗復(fù)合式消聲器結(jié)構(gòu)。

1、設(shè)計原理
這種消聲器特別是微穿孔管段的有關(guān)理論和計算方法還不完善，一般須通過實驗測量后方可評價其性能優(yōu)劣。

因消聲器的膨脹比m（m=D2/d2）與消聲量關(guān)系較大，故設(shè)計時要合理選擇，一般宜控制在4～15之間，在一定范圍內(nèi)，m越大，消聲效果越好，但m不能太大，否則膨脹室截面過大，使中、高頻聲波在消聲器內(nèi)不以平面波形式傳播，而呈束狀波通過，遂導(dǎo)致消聲量顯著下降。在低頻范圍內(nèi)，當(dāng)波長比膨脹室尺寸大得多時，由于膨脹室自身相當(dāng)于一個低通濾波器，因此會影響柴油發(fā)電機(jī)消聲器有效的低頻消聲范圍。

2、穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的主要指標(biāo)

吸聲系數(shù)和頻帶寬度主要由穿孔率和孔徑確定。微穿孔板的孔徑在0.5～1mm范圍，穿孔率在1%～3%比較好，厚度一般在0.5～1mm之間。通常多采用雙層微穿孔板，以達(dá)到寬頻帶與高頻吸收，前面接近氣流的一層穿孔率有時略高于后層，前、后腔深可相同也可不同，但前、后腔深比例不宜大于1:3。

 

二、消聲器的分類

 

排氣消聲器的主要結(jié)構(gòu)有阻性、抗性和阻抗復(fù)合消聲器3種。

1、阻性消聲器

在阻性消聲器中，噪聲聲波通過消聲器通道時，吸聲材料使聲能轉(zhuǎn)化為熱能，起到消聲作用。阻性消聲器的性能取決于吸聲材料的性能。柴油機(jī)的噪聲頻率主要分布在中低頻區(qū)，特別是在低頻區(qū)噪聲值最高。一般吸聲材料在低頻時吸聲系數(shù)很小，吸聲性能較差，所以不宜采用阻性消聲器作為柴油機(jī)的排氣消聲器。由于它的中高頻消聲效果好，所以特別適用于消減增壓柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)氣噪聲。

2、抗性消聲器

抗性消聲器是根據(jù)聲波的濾波原理而設(shè)計的，其性能主要取決于幾何尺寸和形狀。它由膨脹室或共振腔與一些有限長的管子適當(dāng)組合起來，利用管道截面的突然變化使沿管道傳播的某些頻率或頻段的噪聲部分地反射回去，使部分噪聲不能通過消聲器?？剐韵暺髦饕糜谙麥p中低頻噪聲。柴油機(jī)主要噪聲分布在中低頻區(qū)域內(nèi)。所以，選用抗性消聲器是比較合理的。

3、阻抗復(fù)合消聲器

阻抗復(fù)合消聲器是綜合抗性和組性的不同特點，能在更寬的頻率范圍內(nèi)具有良好的消聲效果。

 

三、康明斯干式消聲器

 

常規(guī)型通風(fēng)排氣消聲器，如微孔板式消聲器和帶有吸音填料的消音器要是使用在這種環(huán)境下，是絕不可取的，原因是其只能起到一時的消聲降音。

（1）因其在使用過程中柴油發(fā)電機(jī)所排出煙氣有一定含量的煙塵，且含有一定的油性，所以這些煙塵極易附和在微孔板上或具它吸音填料體上造成消聲貝率驟然下降，達(dá)不到理想的消聲降噪效果；

（2）因油性的煙塵附和在吸音體上是極難將其清除的，即使護(hù)面結(jié)構(gòu)上的塵泥去除了，可內(nèi)吸音填料層卻因在含油塵工況下運(yùn)行失去了多孔透氣的吸音功效，所以此類消聲設(shè)備運(yùn)行周期短，在含有一定煙塵及粉塵的排氣條件下不宜采用。

依上述情況，康明斯干式消聲器采用了擴(kuò)張及共振原理將兩種抗性消聲機(jī)理完美結(jié)合應(yīng)運(yùn)，解除了柴油發(fā)電機(jī)排氣口消聲的難點，且達(dá)到理想之效果。根據(jù)您的需求可在柴油發(fā)電機(jī)消聲器的排氣口處加裝過濾裝置。

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