汽油机排气噪声及消声器实验研究

对某型汽油机，在安装与不安装消声器的情况下，针对不同转速(1200～6000r／min，间隔区间为400r／min)，在全负荷工况下研究了该汽油机排气噪声的插入损失、频谱特性，并结合该汽油机排气噪声产生机理的理论分析，提出了消声器改进措施，以进一步降低排气噪声。     

柴油机反相对冲排气消声器声学特性的模拟和试验

提出了一种利用声波反相抵消降低柴油机排气噪声的主要成分、利用气流反相对冲降低气流速度从而降低气流再生噪声的新型消声方法。以CG25型单缸柴油机为样机,对新型原理消声器的声学特性进行了模拟和试验分析。研究结果表明:反相对冲新型排气消声器在110Hz左右和300~500Hz的低频段消声效果显著,且在柴油机的标定转速下(2200r/min),反相对冲排气消声器的插入损失近乎原装消声器的两倍。     

反相对冲柴油机排气消声器声学特性

针对柴油机传统排气消声器中低频消声性能差,排气背压高的问题,提出了一种基于反相对冲的新型消声原理.对基于新型原理消声单元的消声特性进行了理论建模,建立了其消声性能与结构参数间的关系.为了验证上述原理的正确性,以CG25型单缸柴油机为样机,设计试制了3种不同参数的反相对冲消声器.对安装3种消声器、5种转速下柴油机排气噪声的总A声级、倍频程声压级及详细频谱进行了测试分析,并与不装消声器及样机原装传统排气消声器下的排气噪声进行了比较分析,初步验证了该消声原理的正确性.     

基于试验的压气机气动噪声特性分析

对船舶柴油机大流量、高压比涡轮增压器压气机的气动噪声特性进行分析,借助自循环试验台进行了多工况的气动噪声特性及噪声控制后特性变化研究,结果表明:压气机气动噪声主要由叶片通过频率(BPF)发生的叶片谐次噪声与"电锯"(buzz saw)噪声组成,低转速区域没有明显的叶顶间隙(TCN)噪声出现;压气机进口气动噪声声压级随着转速增大而逐渐增大,同转速下压比越大噪声声压级越高,且气动噪声在进口反射之后呈现不规则传播状态而非球面波推进.在此基础上,安装设计的进气消声器对气动噪声进行控制,通过与敞口测试对比分析消声器对气动噪声特性的影响,结果表明:安装消声器后压气机进口噪声得到了较好的控制,消声器可以在较宽频率范围内抑制BPF噪声,且可使压气机气动噪声辐射声压分布更加均匀.     

柴油发电机组噪声测量及空气动力性噪声分析

以柴油发电机组的空气动力性噪声分析为研究目的,依据GB/T 2820.10-2002"往复式内燃机驱动的交流发电机组第10部分:噪声的测量(包面法)对某款柴油发电机组进行了噪声测量。对比分析每个测点总声压级,发现了发动机冷却风扇一侧声压级较大,发电机一侧声压级较小。经1/3倍频程频谱分析发现噪声主要集中在以125,250,500,1 000,2 000 Hz为中心频率的频段内。柴油发电机组满载时的噪声比空载时的噪声增加了约6.6 dB(A)。运用频率分析法对1 000 Hz以内的频谱进行分析,找出了排气噪声和冷却风扇旋转噪声对应的频率,发现排气噪声与冷却风扇噪声均是柴油发电机组主要噪声源,并分别计算了两者的总声压级,排气噪声总声压级为103.4 dB(A);冷却风扇的旋转噪声总声压级为105.1 dB(A)。     

300GF、400GF1、700GF型柴油发电机组鉴定会在济南召开

济南柴油机厂研制的300GF(功率300kW,柴油机转速1000r/min)、400GF1(功率400kW,柴油机转速1500r/min)、700GF(功率700kW,柴油机转速1500r/min)型三种50Hz(400/230V)柴油发电机组最近通过了石油部部级鉴定。     

柴油机DPF孔道气相流场及噪声特性分析

利用数值模拟(CFD)软件建立柴油机微粒捕集器(DPF)孔道三维模型,对孔道内气体流动情况进行计算;通过建立加装DPF的一维整机仿真模型,结合孔道流场分布特性,分析不同转速工况下DPF载体及加载不同碳烟量对其噪声特性的影响.结果表明:各入口流速下,流速分布在DPF进气孔道内呈现从中心径向递减、从始端轴向递减趋势,且后段出现波纹状流速突变区;排气孔道流速分布趋势与进气孔道相反;进气孔道内压力分布相对均匀;排气孔道前中段压力分布较均,在低流量下中后段呈轴向递减趋势,高流量下在后段出现骤增.高转速工况下DPF气动再生噪声量大于低转速工况;深层碳烟在较高转速工况下对DPF噪声的影响更显著,A计权声压级降幅可达2 dB以上;碳烟饼层在较低转速工况下对DPF噪声特性影响更大.     

日本五十铃轻型柴油车排气消声器的研制

介绍了日本五十铃轻型柴油车排气消声器的现状及国产化的研制成果。以测试,渝州五十铃排气消声器,在柴油机转速1000～3600r/min范围内,插入损失(消声量)为28.2～32.6dB(A),比日本同类产品高出4.0～9.8dB(A)。而且,引起4JB1型柴油机功率损失的最大值小于4％,达到设计要求。     

日本五十铃轻型柴油车排气消声器的研制

介绍了日本五十铃轻型柴油车排气消声器的现状及国产化的研制成果。经测试,渝州五十铃排气消声器,在柴油机转速1000～3600r/min范围内,插入损失(消声量)为28.2～32.6dB(A),比日本同类产品高出4.0～9.8dB(A)。而且,引起4JB1型柴油机功率损失的最大值小于4%,达到设计要求。     

用特征线法和传递矩阵法解析预报柴油机排气噪声

本文介绍纯解析预报多缸柴油机排气消声系统声学性能的一般步骤。在此方法中,通过用特征线法计算柴油机排气的不稳定流动过程和依靠所谓双负载法确定柴油机的声源强度和阻抗特性,然后利用传递矩阵法预报柴油机排气系统出口的辐射噪声级和消声器的插入损失。对一台四缸柴油机进行计算,其计算结果与实测数据相吻合。     

内燃动车组C27型柴油发电机组轴系扭振研究

基于A／D采样技术的扭振测量原理,对内燃动车组C27型柴油发电机组轴系进行了扭振测试与计算分析,发现柴油机自由端5．0谐次扭振角位移幅值在1600r／min附近达0．1526°,超过柴油机生产厂家规定的0．15°限值。同时,通过对过渡工况的扭振测试与计算分析,掌握了过渡工况的扭振特性,正确确定了共振转速,为手把位调整提供了依据,并对手把位调整后的各稳定工况进行了扭振测试与计算分析,结果显示各谐次扭振角位移幅值和扭振附加应力均低于给定限值。     

某发电机组用柴油机消声器的设计与计算

以某100kW发电机组用柴油机在100％负荷时消声器进口处噪声的实测数据为条件，根据进口处排气噪声的频谱特性，对该柴油机的消声器进行了重新设计，并通过三维声场计算的方法对其在125～4000Hz倍频程及315Hz共七个频率进行计算。结果表明所设计的消声器主要频段的隔声量最小为32dB，从而达到设计要求，为同类柴油机消声器的设计提供了参考。     

直喷式二冲程柴油机超细颗粒物排放特性的试验研究

研究了直喷式二冲程柴油机的超细颗粒物排放特性,考察了负荷、转速、喷油嘴孔径以及燃料对排气中超细颗粒物数量浓度以及质量浓度的影响。研究结果表明:在不同的工况下,超细颗粒物的数量浓度和质量浓度没有明显的相关性;随着负荷的增大,排气中超细颗粒物的质量浓度增大,而数量浓度不一定增大;在低负荷时,排气中颗粒物数量浓度在450r/min时明显高于750 r/min,高负荷时则相反;在选择喷油嘴时,喷孔小的超细颗粒物排放水平不一定好;柴油中加入一定量的DMC,则排气中颗粒物数量浓度在低负荷时明显高于柴油,高负荷时低于柴油;而质量浓度明显低于柴油。     

电动增压器不同布置方式对涡轮增压器的影响

通过仿真软件对某型废气涡轮增压柴油机进行建模,在原机模型基础上分别在涡轮压气机前端和后端加装电动增压器,分析增压柴油机满负荷和25%负荷工况下,电动增压器前置和后置对于涡轮增压器稳态性能的影响以及增压柴油机1800 r/min时,通过时间3 s,使柴油机负荷从25%提升至满负荷的瞬态工况下,电动增压器对涡轮增压器瞬态响应的影响。通过研究表明:稳态时,涡轮增压器压比和效率随柴油机负荷降低而下降,加装电动增压器能够提升进气流量和涡轮增压器压比以及涡轮增压器效率;瞬态时,设定工况下,电动增压器有助于改善增压柴油机涡轮增压器瞬态进气流量、压比、效率以及涡轮压气机转速响应差的问题。     

不同大气压力和生物柴油/柴油掺混比对柴油机噪声的影响

使用大气模拟试验台进行了直喷式柴油机在高原环境不同大气压下燃用不同体积掺混比生物柴油/柴油混合燃料的噪声测量对比试验研究。结果表明：噪声声功率随着大气压力和生物柴油掺混比的增加而减小;怠速工况时,在101kPa和81kPa大气压下分别燃用掺混比为70%和80%的混合燃料噪声值最小;在630～2000Hz噪声主要贡献频带上,各个测试点燃用B100油时声压级较B0油小;在高原环境下使用生物柴油可有效地降低柴油机整机噪声。     

ГТЭ-115型燃气轮机装置

苏联—115型燃气轮机在基本和半峰工况下的功率为114MW,在尖峰工况下为119MW。当外界空气达零下时允许超负荷30％,转速为3000r/min。由压比为12.2的16级压气机、燃气初温为1140℃的4级透平以及燃用天然气/柴油的环形燃烧室组成。额定参数下的效率为33.2％,排气温度为     

柴油机瞬态工况烟度排放特性及分析

为了研究车用柴油机瞬态工况中,燃烧边界条件对燃烧过程的影响,在试验台上针对增压中冷柴油机在恒转速增转矩瞬态工况下的烟度排放特性进行了试验,并用商业计算软件STAR-CD对此瞬态工况下柴油机的燃烧过程进行了数值模拟分析。针对增压柴油机低转速大负荷排烟较差的特点,试验中发动机转速定为1000r／min,以3种不同的转矩变化率来考察柴油机瞬态工况下的排烟特性。结果表明,柴油机瞬态工况下和稳态工况下的燃烧边界条件有很大的差别,这种差别导致了柴油机瞬态工况下的烟度排放值要明显高于其相应的稳态工况。计算结果表明,随着转矩变化率的升高,最大初始放热率升高及燃烧持续期延长,这些差异同样导致排气烟度值增加。     

供油提前角对柴油/乙醇发动机经济性和排放特性的影响

在YTR3105试验机上,在最大扭矩转速1 500 r/min(扭矩192 N.m)和标定转速2 400 r/min(扭矩164N.m)两个工况下进行了不同供油提前角和不同配比柴油/乙醇混合燃料发动机的经济性与排放特性试验。结果表明:柴油/乙醇发动机的有效燃油消耗率较柴油机的有所升高,但能量消耗率有所下降;随着供油提前角增大,碳烟排放明显降低,但NOx排放明显升高,CO和THC排放均降低;随着乙醇含量的加大,在转速1 500 r/min时,CO排放增大,在转速2 400 r/min时,CO排放降低,而THC排放在两个工况下均有所增大。     

柴油机发动机噪声测试与分析

我们利用LMS噪声振动测试系统,对汉马动力10.5L柴油机的整体噪声水平进行了测试实验。结果表明,随着发动机负荷的增加,发动机的1 m平均噪声声压级在中低负荷时增加趋势平缓,高负荷时增加趋势较明显。在不同负荷下,发动机的1 m平均噪声声压级随着发动机转速的增加而增加。在转速为1 000～1 400 r/min的范围内,发动机平均噪声声压级增长平缓,说明发动机中速运行平稳。实验测试数据表明该款发动机油底壳处的声压级最高,对发动机噪声声压级贡献最明显,发动机顶部、左前、左后、右前以及右后侧的声压级较低,对发动机噪声声压级的贡献较小。同时测试数据表明,此款柴油机的噪声主要来源于中低频噪声,频率主要分布于300～6 000 Hz范围内。发动机在满负荷不同转速工作时,机械噪声大于燃烧噪声,随着加速过程的进行,每个位置的噪声声压级都增大,在不同载荷状态下,发动机加速过程运行较为平稳,无明显的噪声峰值出现,其中以半载加速最为平稳。     

消声器的设计流程与研究

随着社会对振动噪声关注度与日俱增,采用的降噪措施也是不断多样化,我们研究的方向主要是针对发动机排气噪声方面,采用消声器进行降噪措施的研究。对于不同的发动机其排气噪声在不同频率的声压级是不同,而对于不同排量的发动机所产生的声压级大小也是不一样。所以需要专门针对某一款发动机设计一款消声器进行降噪,这就涉及到如何设计消声器使之能够完全与发动机进行匹配,主要研究的课题是采用传统的设计方法与有限元计算相结合的方式进行设计消声器。