大泽动力柴油发电机消音器的作用结构振动噪声、电磁噪声以及进、排气噪声．移动式柴油发电机组通常处于隔声罩内,其噪声以进、排气噪声为主,尤其是机组的排气噪声．因此,控制排气噪声已成为改善柴油发电机组整体性能的重要任务[1]．

为了降低柴油发电机组的排气噪声,通常需要在排气管的出口端安置消声器．以往由于成本的考虑以及尺寸受限,排气消声器的结构简单,消声效果不佳．虽然针对各种发动机的消声器种类繁多,但应用场合各不相同,简单选用可能会带来众多负面影响,包括排气背压提高、高速气流造成附加噪声等．因此,有针对性地设计一种结构合理的消声器,对于降低柴油发电机组的噪声、提高其在市场的竞争力十分必要．

移动式柴油发电机组工作时的排气压力与流速参数,对消声器的结构进行设计计算．根据消声原理,确定了消声器的类型与大体结构;然后通过三维流场的建模与仿真计算,得到该消声器的消声量和流速分布情况;通过调整消声器的结构参数以改变流场参数,最终使消声器满足设计的要求．

1 柴油发电机组及其特点

柴油发电机组的参数如下:柴油机为6缸4冲程,转速n=1 500 r/min,功率为94.4 kW．柴油机正常工作时的废气体积流量Q=16.4 L/s,排气温度T=823K．机组外面的隔声罩尺寸长×宽×高为2 400mm×676mm×1 500mm．

大泽动力柴油发电机消音器的作用柴油机由于缸内燃烧爆发压力以及运动部件产生的往复惯性力,机组的振动噪声频带很宽．其中的机械噪声可以通过隔声罩内的吸声层予以降低,进、排气噪声可以分别通过隔声罩进排气口的声学处理以及安装消声器来降低．柴油发电机组运行时,机组及消声器管道等部件都向隔声罩内散发热量,使隔声罩内的温度升高,需要利用通风散热用的风机和百叶窗,控制机组工作温度不高于45℃,否则某些控制元件会因温度过高而产生故障[2]．机组正常运行也需要足够的新鲜空气,故机组还要进行通风降温．因此,隔声与散热的矛盾需要合理解决．此外,随着运行时间的增加,发电机组消声器中会产生污垢,影响设备的运行性能,为了能定期检查,消声器应安装在易拆装和检修的部位．以上条件需要在消声器设计时加以充分考虑．

2 消声器设计方案

根据柴油机部件的运动特性,估算出噪声主要分布的频域范围在200 Hz附近的低频以及600 Hz以上的中高频,需要有针对性地选择相应的高低频降噪方案以及消声器结构．为了获得较高的降噪量,本文选择了阻抗复合式消声器．由于柴油机的排气中含有许多烟尘颗粒,这些颗粒会堵塞阻性材料中的孔隙,使得消声器的效果在使用过程中变差．因此,阻性设计必须不同于通常的复合式消声器,将阻尼材料粘贴在消声器的外表面,使其起到阻振以及吸收透射声的作用．通风散热用的风机和百叶窗风道壁贴有吸声材料,通过这些措施使机组既满足通风的要求,又满足降噪的需要．

大泽动力柴油发电机消音器的作用对复合式消声器的抗性部分,由于单腔扩张室消声器效果有限,故采用内插管方法．在扩张室的进、出口分别插入长度为扩张室长度的1/2和1/4长的两根小管,使向前传播的声波与不同界面反射回来的声波相位差180°,利用声波干涉达到消除通过频率的目的[3-4]．由于机组上方的空间较大,便于布置消声器．

初步设计的消声器结构方案见图1．流场计算表明,初步设计方案的结构过于简单,内部流场不尽合理,存在着高速流动区域,容易引起高频湍流噪声．方案1的降噪量为13dB,方案2的降噪量为19dB,都没有达到设计的要求．