性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明

康明斯柴油發(fā)電機(jī)消聲器的工作原理和結(jié)構(gòu)

 

摘要：柴油發(fā)電機(jī)排出的廢氣在排氣管中流動(dòng)時(shí)，由于排氣門(mén)的開(kāi)閉與活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的影響，氣流呈脈動(dòng)形式，并具有較大的能量。如果讓廢氣直接排入大氣中，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的排氣噪聲。消聲器的功用是減小排氣噪聲和消除廢氣中的火星。消聲器一般是用薄鋼板沖壓焊接而成。

 

康明斯阻抗復(fù)合型消聲器

 

一、消聲器工作原理

 

它的工作原理是降低排氣的壓力波動(dòng)和消耗廢氣流的能量。當(dāng)該柴油發(fā)電機(jī)工作時(shí)，噪聲傳入消音筒內(nèi)，進(jìn)入第一消音室、第二消音室和第三消音室內(nèi)，第一消音管、第二消音管和第三消音管會(huì)進(jìn)行消音處理，隔音層也會(huì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)消聲處理，耐磨材料層提高了設(shè)備的耐磨性，耐高溫材料層可承受發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中排氣管產(chǎn)生的極高的溫度，同時(shí)提高了該柴油發(fā)電機(jī)的耐腐蝕性。

一般采用以下幾種方法：

① 多次改變氣流方向；

② 使氣流多次通過(guò)收縮和擴(kuò)大相結(jié)合的流通斷面；

③ 將氣流分割為很多小的支流并沿不平滑的表面流動(dòng)；

④ 降低氣流溫度。

消聲器的噪音級(jí)別：排汽管的響聲強(qiáng)度以聲貝為單位。聲貝是一個(gè)測(cè)量單位，用于表明一個(gè)物理屬性與另一個(gè)對(duì)數(shù)限度的占比。聲貝值是一種噪音測(cè)量法。生產(chǎn)廠家實(shí)際有不同的降音效果。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，并非每一個(gè)消聲器和型號(hào)都能在任何等級(jí)工作中。生產(chǎn)商生產(chǎn)制造各種各樣型號(hào)規(guī)格，其產(chǎn)品成本和消聲器的機(jī)械性能決策了級(jí)別的易用性。

 

二、消聲器設(shè)計(jì)原則

 

消聲器是阻止聲音傳播而允許氣流通過(guò)的一種器件，是消除柴油發(fā)電機(jī)排放動(dòng)力性噪聲的重要措施。衡量排汽消聲器的好壞，主要考慮以下三個(gè)方面：

1、消聲器的消聲量能滿足《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求；

2、消聲器的適應(yīng)性能（即適應(yīng)低中頻譜寬帶和高溫高壓等）；

 

3、消聲器的結(jié)構(gòu)性能。（尺寸合理、造價(jià)低、壽命長(zhǎng)等）

 

三、柴油機(jī)消聲器結(jié)構(gòu)

 

現(xiàn)有的消聲器，大多采用阻抗復(fù)合型消聲原理。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大、高溫氧化吸聲填料，高速氣流沖擊吸聲填料，水氣滲透吸聲填料等原因，消聲器很容易出現(xiàn)維修頻繁、消聲效果差，使用周期短等情況。而這歷來(lái)是消音器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，微穿孔消聲器則綜合了最合理的消聲原理所設(shè)計(jì)解決了上述問(wèn)題，取得了良好效果。微穿孔消聲器消聲器不使用任何阻性吸聲填料，采用微穿小孔多空腔結(jié)構(gòu)，高壓氣流在消聲器內(nèi)經(jīng)多次控流進(jìn)入空腔體，逐級(jí)改變?cè)瓪饬鞯穆曨l。阻力損失小，消聲頻帶寬，工作時(shí)不起塵。不怕油霧、水氣。耐高溫、耐高速氣流沖擊。使環(huán)境噪聲符合國(guó)家《工業(yè)企業(yè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)》。

主要是利用多孔吸聲材料來(lái)降低噪聲的。把吸聲材料固定在氣流通道的內(nèi)壁上或按照一定方式在管道中排列，就構(gòu)成了阻性消聲器。當(dāng)聲波進(jìn)入阻性消聲器時(shí)，一部分聲能在多孔材料的孔隙中摩擦而轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉，使通過(guò)消聲器的聲波減弱。阻性消聲器就好象電學(xué)上的純電阻電路，吸聲材料類(lèi)似于電阻。因此，人們就把這種消聲器稱(chēng)為阻性消聲器。阻性消聲器對(duì)中高頻消聲效果好、對(duì)低頻消聲效果較差。

    抗性消聲器是由突變界面的管和室組合而成的，好像是一個(gè)聲學(xué)濾波器，與電學(xué)濾波器相似，每一個(gè)帶管的小室是濾波器的一個(gè)網(wǎng)孔，管中的空氣質(zhì)量相當(dāng)于電學(xué)上的電感和電阻，稱(chēng)為聲質(zhì)量和聲阻。小室中的空氣體積相當(dāng)于電學(xué)上的電容，稱(chēng)為聲順。與電學(xué)濾波器類(lèi)似，每一個(gè)帶管的小室都有自己的固有頻率。當(dāng)包含有各種頻率成分的聲波進(jìn)入第一個(gè)短管時(shí)，只有在第一個(gè)網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才能通過(guò)網(wǎng)孔到達(dá)第二個(gè)短管口，而另外一些頻率的聲波則不可能通過(guò)網(wǎng)孔．只能在小室中來(lái)回反射，因此，我們稱(chēng)這種對(duì)聲波有濾波功能的結(jié)構(gòu)為聲學(xué)濾波器。選取適當(dāng)?shù)墓芎褪疫M(jìn)行組合．就可以濾掉某些頻率成分的噪聲，從而達(dá)到消聲的目的。抗性消聲器適用于消除中、低頻噪聲。

    康明斯基本型柴油機(jī)的消聲器，它是多腔膨脹共振型（在膨脹筒圓周充填有吸聲的超細(xì)玻璃纖維），在標(biāo)定工況下可使噪聲下降約為30dB(A)。康明斯新一代消聲器是一種阻抗復(fù)合型消聲器，包括排氣管、消音筒、進(jìn)氣管、第一消音室、第二消音室和耐磨材料層。該消聲器的內(nèi)部設(shè)置有三個(gè)消音室， 每個(gè)消音室都安裝精巧，大大提高了消音效果，且內(nèi)部還設(shè)置有一層隔音層，進(jìn)一步提高了該消聲器的消音效果，消音器采用的是鋁合金材料制成，一定程度提高消聲器壽命，且在消音器的外表面設(shè)置有耐磨材料層，提高了該設(shè)備的耐磨性，保證了設(shè)備的外觀。

 

康明斯消聲器結(jié)構(gòu)圖

 

 把阻性結(jié)構(gòu)和抗性結(jié)構(gòu)按照一定的方式組合起來(lái)，就構(gòu)成了阻抗復(fù)合式消聲器。

 

四、消聲器的形狀和分類(lèi)

 

1、吸音消聲器

內(nèi)部構(gòu)造由玻纖或絕緣層夾層玻璃構(gòu)成。排氣管根據(jù)隔熱板后，噪聲會(huì)減少。這類(lèi)方式用以減少高頻率聲波頻率。

柴油發(fā)電機(jī)組組合型消音器-將反應(yīng)方程消音器與吸收式熱泵消音器緊密結(jié)合，在反應(yīng)方程消音器的設(shè)計(jì)中組裝消化吸收原材料，進(jìn)而減少全部工作頻率設(shè)計(jì)方案。

反應(yīng)方程消音器-內(nèi)部構(gòu)造由三個(gè)由管路銜接的箱體構(gòu)成。為了更好地降低中低頻率噪音，排氣管室中間的排氣管噪音反跳。

2、圓柱型消聲器

柴油發(fā)電機(jī)組圓柱型消聲器是較早開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的樣子。他們可以搭建為全部三個(gè)基本上設(shè)計(jì)方案，而且可以用以?xún)?nèi)部結(jié)構(gòu)和外界。消聲器可按照各類(lèi)使用規(guī)定水準(zhǔn)或豎直組裝，這也是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的消聲器之一。

3、薄形消聲器

這類(lèi)柴油發(fā)電機(jī)組消音器可以有很多樣子，例如長(zhǎng)方型、橢圓型、環(huán)形這些。選定樣子在于可以用室內(nèi)空間，發(fā)電機(jī)組常見(jiàn)于聲損耗機(jī)殼。

 

 

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