小型汽油发电机组噪声源识别及控制研究

  发电机组等一些非道路设备由于其使用环境的原因,其噪声污染对人们生活的影响更为严重。因此,世界发达国家对其辐射噪声级进行了严格的限制,以其尽可能降低对人的危害。以小型汽油机为动力的发电机组是我国机电产品出口的强势产品,为我国带来巨大的外汇收入。

  但由于国产小型汽油发电机组的噪声问题至今难以解决,目前已经严重影响了产品的出口。以国产5kW小型汽油发电机组为研究对象,开展了噪声源识别与控制的研究工作。首先通过声强测试法识别了发电机组的主要噪声源,并计算了各声源对整机声功率的贡献度,明确了需要控制的噪声源的顺序为排气噪声、进气噪声和风扇噪声。在此基础上,为降低排气噪声,对机组装配的消声器进行了改进设计和数值仿真,建立了消声器的声学有限元数学模型,通过SYSNOISE软件平台来实现对消声器传递损失的分析。然后,对比不同结构参数消声器的传递损失数值分析结果,获得优化的结构设计方案。试验结果表明消声器插入损失提高3dB(A),功率损失降低1.3%。针对进气噪声和冷却风扇噪声,采用CFD方法对冷却风扇系统和空滤器的流场特性进行了数值分析,并进一步研究了空滤器和冷却风扇的气流脉动和声学特性,通过对比不同结构参数的空滤器和冷却风扇的仿真分析结果,优化结构设计方案,从而降低进气噪声和冷却风扇噪声。

  试验结果表明改进的最优结构空滤器可使整机噪声声功率降低1.6dB(A);最优结构冷却风扇也使机组整机噪声声功率降低1.6dB(A)。通过以上改进,5kW汽油发电机组的整机噪声得到了有效地控制,整机噪声声功率由101dB(A)降低到97dB(A)。研究结果表明论文所开展的针对小型汽油发电机组的噪声源识别与控制研究方法的正确性,针对主要噪声源的控制方案的有效性。研究方法和改进设计方案可为其它型号的汽油发电机组的噪声控制提供参考。