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13600443583康明斯型固定柴油发电机组做为通信后备电源,其噪声声压级高,分布频带宽,不但对通信台站的正常值勤产生强烈的干扰,同时声振特征信号也易于遭受敌方的侦测打击。研制低噪音方舱电站就是为了解决这一突出问题,通过降低发电机组的噪声,最终提高其战场生存能力。作者通过对该机组噪声倍频程的测量,分析掌握了其噪声分布规律;通过对机组声强的测量找出其主要噪声源,并针对机组的噪声分布及频谱特性,设计出了符合降噪要求的双层隔声罩结构。
噪声频谱分析及主要声源的识别
为了加强对发电机噪声源的识别,为消声降噪结构设计提供相应的参考,在此以康明斯型柴油发电机组为实验研究对象,机组在加载50kW的稳态工况下进行噪声测试。
试验是在本实验室电源机房中进行,机房房顶较高,面积大于1000m2,且背景噪声低于50dB。测试对象为带载50kW的康明斯型柴油发电机组,机组外形尺寸为3000mm×900mm×1550mm。为了将整体噪声与排气噪声分开,发电机机组排气管通过管道直接通入地下排烟通道。
为准确定位各个测点,用角钢和细铁丝拉出测量网格,每个网格尺寸大小为300mm×300mm。对包围机组的前、后、左、右和上表面进行测量(图1)。测试仪器为B&K公司生产的2260声学测量分析系统。为提高测量精度,将测量探头靠近发电机组的表面以降低干扰,因此设置测量面距发电机组外围尺寸0.1m,各个面上的网格数目分别为11×6(机组正面和背面)、5×6(机组左面和右面)、11×5(机组顶面)。同时对各个面上的网格节点进行编号,声强探头与测量面保持垂直。为减少发电机组散热风扇及发电机出风对声强测量的影响,在测量风速较大部位的声强时,在测量探头上加装防风帽。
从噪声频谱图上可以看出机组噪声分布频段较广,机组各个表面的噪声有两个峰值频率,其中以频率为10kHz的噪声最为强烈,最高达110dB(机组左侧面),另一个噪声较高的频率处于500~4000Hz处。
从发电机组包络面的声强测试等高线图中可以看出发电机组噪声主要可以分为三个区域:分别为发动机噪声区、发电机噪声区和排风扇噪声区。其中排气扇区的噪声声压级为最高,达110dB,峰值点位于排风扇的中下方;发动机噪声区的噪声声强级仅次于排气扇区域,最高达106.5dB,峰值点分别位于机油泵上方,油底壳以及调速器区域。发电机区域的噪声普遍偏低,最高为100dB左右。从声压等高线图整体分析,发动机两侧的噪声声强级整体偏高,等高线梯度变化小,发动机与发电机联轴器以及发动机与水箱之间的声强等高线梯度变化剧烈。