小型汽油發電機組噪聲源識別及控制研究

  發電機組等一些非道路設備由于其使用環境的原因,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。以小型汽油機為動力的發電機組是我國機電產品出口的強勢產品,為我國帶來巨大的外匯收入。

  但由于國產小型汽油發電機組的噪聲問題至今難以解決,目前已經嚴重影響了產品的出口。以國產5kW小型汽油發電機組為研究對象,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值仿真,建立了消聲器的聲學有限元數學模型,通過SYSNOISE軟件平臺來實現對消聲器傳遞損失的分析。然后,對比不同結構參數消聲器的傳遞損失數值分析結果,獲得優化的結構設計方案。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和空濾器的流場特性進行了數值分析,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的空濾器和冷卻風扇的仿真分析結果,優化結構設計方案,從而降低進氣噪聲和冷卻風扇噪聲。

  試驗結果表明改進的最優結構空濾器可使整機噪聲聲功率降低1.6dB(A);最優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電機組的噪聲控制提供參考。