工程機械內(nèi)燃機減噪降溫設計研究

黃雪媚

摘要：內(nèi)燃機作為工程機械的主要動力源，在正常運行中往往會出現(xiàn)過熱、振動等現(xiàn)象，使得內(nèi)燃機運行效果下降的同時，也對內(nèi)燃機的使用壽命產(chǎn)生了負面影響。因此，在工程機械內(nèi)燃機設計制造中，應對過熱和振動問題引起重視，采取合理的減噪降溫設計措施，為內(nèi)燃機的高效、穩(wěn)定運行提供支持。本文在分析工程機械內(nèi)燃機發(fā)熱和振動噪音問題研究發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，就如何進行工程機械內(nèi)燃機減噪降溫進行了設計技術措施的研究，旨在優(yōu)化內(nèi)燃機運行效果，保障工程機械安全、高效運行。

Abstract： Internal combustion engine as the main power source of construction machinery， in the normal operation of the internal combustion engine often appear overheating， vibration and other phenomena， making the operating effect of internal combustion engine decreased， but also has a negative impact on the service life of internal combustion engine. Therefore， in the design and manufacture of internal combustion engines of construction machinery， attention should be paid to overheating and vibration problems， and reasonable measures of noise reduction and cooling should be taken to provide support for efficient and stable operation of internal combustion engines. Based on the analysis of the research and development status of the heating and vibration noise problems of the internal combustion engine of construction machinery， this paper studies the design and technical measures on how to reduce the noise and cool the internal combustion engine of construction machinery， in order to optimize the operation effect of the internal combustion engine and ensure the safe and efficient operation of the construction machinery.

關鍵詞：工程機械;內(nèi)燃機;減噪降溫設計

Key words： construction machinery;the internal combustion engine;noise reduction and cooling design

中圖分類號：U262? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0144-02

0? 引言

在當今工業(yè)化時代，內(nèi)燃機已經(jīng)滲透在生產(chǎn)生活的各個方面。在科技不斷發(fā)展的支持下，內(nèi)燃機整體技術水平得以穩(wěn)步提高。然而與之相關的減噪降溫系統(tǒng)，雖然整體呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢，但是在內(nèi)燃機使用中，仍然可能會出現(xiàn)過熱、振動噪音之類的問題，使得內(nèi)燃機使用缺乏良好效果，且容易影響內(nèi)燃機的使用壽命。因此，在內(nèi)燃機使用中，還要結合實際條件來持續(xù)優(yōu)化和改進減噪降溫系統(tǒng)，使得內(nèi)燃機能夠在使用中持續(xù)保持適宜的溫度，并減少振動現(xiàn)象，為提升工程機械效率奠定良好的基礎。因此，在工程機械內(nèi)燃機持續(xù)優(yōu)化升級中，應注重減噪降溫系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運行，才能為我國工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造良好的外部條件，繼而有利于我國經(jīng)濟的全面發(fā)展。

1? 工程機械內(nèi)燃機發(fā)熱和振動噪音問題研究發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 振動噪音問題研究方面? 在內(nèi)燃機運行中，振動噪音是不可忽視的一項重要問題，相關人員為此進行了深入研究，并提出了一些可行的控制方法。但在科技不斷發(fā)展的背景下，應持續(xù)圍繞振動噪音問題進行研究，才能不斷提升其控制效果，繼而真正實現(xiàn)內(nèi)燃機降噪目的[1]。針對當前內(nèi)燃機噪音控制來說，常用技術可以分為噪音源識別、噪音降低兩部分。在實踐操作中，可以采取表面震動方式撲捉聲輻射源，從中獲得各種有價值的詳細數(shù)據(jù)，為內(nèi)燃機系統(tǒng)運行降溫降噪提供數(shù)據(jù)參考[2]。

1.2 發(fā)熱問題研究方面? 在國家大力提倡節(jié)能減排的社會環(huán)境中，內(nèi)燃機運行既要滿足以前的高效、穩(wěn)定等要求，又要注重節(jié)能降耗?；诒举|角度來說，內(nèi)燃機應在短時間內(nèi)維持好設定運行溫度區(qū)間內(nèi)，并且要在運行中得到有效降溫，進而保障整個內(nèi)燃機可以始終處于最佳運行狀態(tài)中。但是需要注意的是內(nèi)燃機在長期運行中，其溫度不可避免地會大幅度升高，這種情況下要保障內(nèi)燃機時刻處于最佳運行狀態(tài)中，應輔以合理的散熱系統(tǒng)，不斷降低內(nèi)燃機系統(tǒng)的溫度[3]。但是內(nèi)燃機在低溫狀態(tài)中運行，所產(chǎn)生的能量相對低一些，這種情況下對散熱系統(tǒng)的要求顯然不高。因此，在散熱系統(tǒng)設計時，需要根據(jù)現(xiàn)實需求來自動調(diào)節(jié)溫度控制的設備，才能保障內(nèi)燃機運行溫度時刻處于最佳范圍內(nèi)。在現(xiàn)代設計中，內(nèi)燃機降溫設計方法主要以數(shù)值方陣為主，可以有效解決內(nèi)燃機內(nèi)部傳熱工程中過高溫度問題[4]。

2? 工程機械內(nèi)燃機減噪降溫設計分析

2.1 降溫設計? 在內(nèi)燃機過熱問題控制設計中，相關設計人員應及時地排除各項故障，并與時俱進地優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，具體如下：①及時排除故障。基于某種角度來說，過熱問題的產(chǎn)生絕大部分原因在于內(nèi)燃機運行出現(xiàn)故障，使得其不正常運行而產(chǎn)生大量能量，容易引起過熱問題，從而會產(chǎn)生更大的不良反應，如卡死、拉缸等。當前，內(nèi)燃機能夠產(chǎn)生過高溫度的因素眾多，如內(nèi)燃機長時間處于過載運行狀態(tài)中，這要求相關技術人員及時排除故障。在內(nèi)燃機維修中，常用方法是排除法[5]。首先，研究和分析內(nèi)燃機故障出現(xiàn)現(xiàn)象，待明確故障發(fā)生的具體問題后，則要展開下一環(huán)節(jié)的維修操作。汽車，在維修工作中，應進行具體分析，根據(jù)故障現(xiàn)象來準確地判斷出故障發(fā)生的具體原因。最后，深入分析連接內(nèi)線路的配置，并對啟動系統(tǒng)進行驗收，從系統(tǒng)節(jié)點對具體情況進行排查，在此過程應細致分析具體參數(shù)數(shù)據(jù)，若檢修人員在維修中不了解其中的邏輯關系，則要對控制電路的故障進行排查，由連接線路終端開始，并向另一端控制線路進行逐層排查[6]。針對內(nèi)燃機來說，在短時間內(nèi)若可以快速恢復正常溫度狀態(tài)，即可說明過熱故障問題得到了妥善解決。若再次啟動內(nèi)燃機，又出現(xiàn)內(nèi)燃機過熱現(xiàn)象，就可以說明內(nèi)燃機系統(tǒng)中出現(xiàn)了滲漏問題，應及時進行細致分析，明確滲漏位置，并做好相關分析工作。在此基礎上，相關技術人員需要逐一檢查水泵、散熱器等設備的工作狀態(tài)，使得其可以時刻保持高效且穩(wěn)定運行狀態(tài)。最后，相關技術人員對其他環(huán)節(jié)進行細致檢查，將其中能夠引起發(fā)熱的原因探尋出來，繼而予以合理措施來控制溫度，確保整個內(nèi)燃機系統(tǒng)運行溫度的合理性[7]。②優(yōu)化設計和改造冷卻系統(tǒng)。就內(nèi)燃機來說，在運行中應時刻處于合適溫度環(huán)境中，繼而為系統(tǒng)中各零件的高效、穩(wěn)定運行創(chuàng)造良好的外部條件，一方面提高內(nèi)燃機運行效率和穩(wěn)定性;另一方面有效延長內(nèi)燃機的使用壽命[8]。在內(nèi)燃機鍛造材料選擇時，為規(guī)避遇冷凍裂問題，應考慮碳素鋼材料，但是也要根據(jù)現(xiàn)實需求，對排氣閥進行有針對性的優(yōu)化和改造，確保其排氣性能符合要求的同時，可以全面提升工作效率。例如：根據(jù)工作需求，采用的內(nèi)外扣錐面接觸開閉閥替換球形尼龍接口，這樣即可大幅度提升系統(tǒng)工作效率?，F(xiàn)如今，市場中絕大部分的內(nèi)燃機冷卻系統(tǒng)以水冷卻法為主，在系統(tǒng)運行時可以傳導大量熱量，但是對于長時間運行的內(nèi)燃機來說，這傳導的熱量是不足的，仍然可能讓內(nèi)燃機出現(xiàn)過熱問題。因此，對于內(nèi)燃機冷卻系統(tǒng)來說，仍然要在原來基礎上再降低20%以上的熱量。基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果分析，在內(nèi)燃機處于最佳運行狀態(tài)中，應將內(nèi)部溫度控制在85攝氏度到95攝氏度之間，才能保障內(nèi)燃機工作處于最佳狀態(tài)中。因此，進水口的溫度應控制在80攝氏度左右，若水溫低于70攝氏度，一號溫控閥應通過自動方式來開啟，向水泵中不斷引入高溫水，同時在水泵作用下輸送到內(nèi)燃機內(nèi)容。但是需要注意的是，在水溫超過80攝氏度時，二號溫控閥則會自動開啟，并將高溫處理后的水輸送到主換熱器中。總之，在冷卻系統(tǒng)優(yōu)化改造時，應圍繞進水溫度和進水流量進行設計，以期通過合理化、高效化設置恒溫系統(tǒng)來規(guī)避內(nèi)燃機過熱問題的發(fā)生，確保內(nèi)燃機可以長時間處于最佳溫度狀態(tài)中，進而保障內(nèi)燃機高效、穩(wěn)定運行。

2.2 減噪設計? 在內(nèi)燃機減噪設計中，同樣要做好及時排查故障的工作，并且要合理地設計噪音預測技術的應用，才能降低噪音對內(nèi)燃機運行的負面影響，確保內(nèi)燃機可以高效、穩(wěn)定運行，具體如下：①排除故障。對于內(nèi)燃機降噪設計來說，相關設計技術人員應明確一個前置性條件，即內(nèi)燃機噪音污染的消除，應根據(jù)現(xiàn)行噪音相關法律法規(guī)持續(xù)優(yōu)化噪音消除和控制煩方法，繼而在降低噪音的基礎上，可以保障其相關技術措施符合法律規(guī)定?，F(xiàn)階段，內(nèi)燃機常用降低噪音的方法主要有降噪噪音源、限制噪源兩種方式。在內(nèi)燃機系統(tǒng)內(nèi)部，針對齒輪產(chǎn)生的噪音，應根據(jù)現(xiàn)實要求，可以采取嚴控齒輪誤差和齒輪彈性剛度等方式進行控制噪音，能夠取得良好的降噪效果。②科學合理地設計噪音預測技術的應用。基于上文分析可知，在內(nèi)燃機運行中，要想有效控制內(nèi)燃機噪音問題，前提是全面了解和掌握內(nèi)燃機噪音的產(chǎn)生機制，在此基礎上根據(jù)其產(chǎn)生機制來采取針對性措施，從而可以大幅度提升內(nèi)燃機降噪效果?；趦?nèi)燃機的燃燒和聲學理論角度考慮，相關技術人員應圍繞內(nèi)燃機噪音問題，建立內(nèi)燃機噪音及其特征情況的分析模型，用于獲得內(nèi)燃機運行中各類振動傳遞函數(shù)。在具體的設計工作中，相關技術人員應根據(jù)圖紙進行結構的預測設計，并且要保障設計的合理性和高質量。在此基礎上，對設計結構進行噪聲評價，隨后根據(jù)評價結果來深入優(yōu)化相關零部件，以此達到內(nèi)燃機噪音控制目的。另外，在內(nèi)燃機噪音問題形成原因中，內(nèi)燃機鑄造材料也是一大因素之一，這要求相關人員根據(jù)現(xiàn)實需求來合理地選用先進工藝材料，或者是高科技材料，將其運用在內(nèi)燃機設備中，如形狀記憶合金、壓電涂層等材料，應用在內(nèi)燃機設備鑄造中，可以起到有效降低噪音的目的。除此之外，在現(xiàn)代社會發(fā)展中，噪音污染日漸嚴重，且已經(jīng)嚴重到影響人們的正常生活，不利于民眾生命健康的發(fā)展。因此，國家對噪聲污染管理和控制工作已經(jīng)引起高度重視，并實施了相關政策措施。因此，對于內(nèi)燃機噪聲問題來說，可以在內(nèi)部采用先進的降溫系統(tǒng)，并在此基礎上采用扭矩減震器，最大限度地消除內(nèi)燃機運作中產(chǎn)生的沖擊力，繼而可以起到控制噪音的目的。

3? 結語

綜上所述，工程機械內(nèi)燃機已經(jīng)滲透在人們生產(chǎn)生活中的各個方面，這要求其高效、可靠地運行，才能保障人們正常的生活和工業(yè)生產(chǎn)。但是在內(nèi)燃機運行中，往往會不可避免地產(chǎn)生過熱問題和噪聲污染，這不僅影響內(nèi)燃機高效可靠運行，還對內(nèi)燃機的使用壽命產(chǎn)生了負面影響。因此，在工程機械內(nèi)燃機運行中，相關技術人員應對工程機械內(nèi)燃機減噪降溫設計引起重視，并進行深入研究。但是不可否認的是工程機械內(nèi)燃機減噪降溫系統(tǒng)的設計是一項難度巨大的工作，為保障內(nèi)燃機安全可靠運行，應基于現(xiàn)有工程機械內(nèi)燃機減噪降溫系統(tǒng)進行改造和優(yōu)化，才能達到控制溫度流量的目的，繼而有效解決震動、散熱等一系列問題，最終為內(nèi)燃機系統(tǒng)高效、可靠地運行提供保障。

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