工程機械內(nèi)燃機減噪降溫設(shè)計分析

趙婧

摘要： 內(nèi)燃機被廣泛地應(yīng)用于工程機械當(dāng)中，該設(shè)備可將定量的熱能轉(zhuǎn)化為動能，達(dá)到供應(yīng)能量的目的。但是，內(nèi)燃機使用過程中也存在裝置過熱、振動頻率過高的問題，降低了內(nèi)燃機的運行效果，也減少了內(nèi)燃機的使用壽命。因此，工作人員應(yīng)當(dāng)落實減噪降溫設(shè)計要點，通過合理、有效的方式對溫度、振動頻率進(jìn)行控制，有利于提高內(nèi)燃機的工作效率?；诖?，文章就工程機械內(nèi)燃機減噪降溫設(shè)計措施進(jìn)行了探討。

Abstract： Internal combustion engines are widely used in construction machinery. The equipment can convert quantitative heat energy into kinetic energy to achieve the purpose of energy supply. However， during the use of the internal combustion engine， there are also problems of overheating of the device and excessive vibration frequency， which reduces the operating effect of the internal combustion engine and also reduces the service life of the internal combustion engine. Therefore， the staff should implement the design points of noise reduction and temperature reduction， and control the temperature and vibration frequency in a reasonable and effective way， which is conducive to improving the working efficiency of the internal combustion engine. Based on this， the article discusses the noise reduction and temperature reduction design measures of the construction machinery internal combustion engine.

關(guān)鍵詞： 工程機械;內(nèi)燃機;減噪降溫;設(shè)計;節(jié)能

Key words： construction machinery;internal combustion engine;noise reduction and temperature reduction;design;energy saving

中圖分類號：U269.5+5????????????????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????????????????????????????????? 文章編號：1674-957X（2021）21-0020-02

0? 引言

內(nèi)燃機減噪降溫設(shè)計的原則是依據(jù)工程現(xiàn)場的作業(yè)情況展開探討，在不斷改進(jìn)、不斷優(yōu)化的過程中提升減噪降溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由此可見，為提升內(nèi)燃機的使用效率，需要工作人員鞏固機械裝置內(nèi)部溫度的平衡性，保障工程機械穩(wěn)定性，以便控制內(nèi)燃機的能量支出。另外，工程人員也需落實可持續(xù)發(fā)展及節(jié)能的管理措施，這對于提升工程的經(jīng)濟(jì)效益是有利的。

1? 工程機械內(nèi)燃機的工作原理

內(nèi)燃機可在自動化、智能化的控制和運轉(zhuǎn)過程中將氣缸內(nèi)的能量進(jìn)行循環(huán)、轉(zhuǎn)化，促使氣缸內(nèi)可在進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣等操作。因此，內(nèi)燃機可將指定的能量輸送至指定區(qū)域，在曲軸、活塞的支持下提高作業(yè)的穩(wěn)定性。另外，內(nèi)燃機具有高熱效率、低體積、機動性強和轉(zhuǎn)速快的優(yōu)勢，故需要工作人員盡可能控制內(nèi)燃機工作所造成的噪音和高溫不利影響，提升內(nèi)燃機的工作效率[1]。

2? 造成內(nèi)燃機傳熱及振動噪聲的影響

2.1 傳熱過高影響

內(nèi)燃機傳熱過程中會出現(xiàn)大量的轉(zhuǎn)化，故需要工作人員秉承“節(jié)能減排”的原則，在合理運用內(nèi)燃機的基礎(chǔ)上降低內(nèi)燃機的工作能耗，有利于提高內(nèi)燃機的設(shè)計質(zhì)量。因此，為降低傳熱的溫度，需要將內(nèi)燃機溫度鞏固在額定指標(biāo)內(nèi)，有利于提高整體機組的運行效率。第一，當(dāng)內(nèi)燃機運行一段時間后，需要在關(guān)鍵位置配置散熱器，明確低溫狀態(tài)下內(nèi)燃機的散熱要點，有利于提升內(nèi)燃機的裝置的功能性。第二，確定設(shè)計的溫度指標(biāo)，依據(jù)數(shù)值方陣對內(nèi)燃機的傳熱效果進(jìn)行評估，有利于控制內(nèi)燃機傳熱異常方面的問題。為此，工作人員應(yīng)當(dāng)融合流固耦合技術(shù)于傳熱控制中，在計算有限元數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立傳熱模型，方便在離散控制的基礎(chǔ)上得到準(zhǔn)確、科學(xué)、可靠的計算結(jié)果，進(jìn)而彌補內(nèi)燃機設(shè)計方面的安全隱患及缺陷因素[2]?？傊?，將傳熱所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)籌、整合與分析，評估內(nèi)燃機噪聲、振動方面的不利影響，可為降低內(nèi)燃機噪聲、振動方面隱患提供有效的技術(shù)、數(shù)據(jù)支持，消除內(nèi)燃機溫度升高異常方面的隱患。

2.2 振動噪聲影響

內(nèi)燃機熱量轉(zhuǎn)移期間會出現(xiàn)大量的噪聲，故解決噪聲對內(nèi)燃機機組的不利影響，可提高整體機組的工作效率。因此，工作人員應(yīng)當(dāng)全面了解噪聲控制的要點及要求，在分析噪聲控制需求的過程中展開必要、全面的控制，快速識別噪聲的來源并給予規(guī)范性處理，達(dá)到降噪的目的。其中，可利用表面振動的模式快速捕捉噪聲的敷設(shè)指標(biāo)，進(jìn)而提高信息整合效率。另外，信息獲取過程中，工作人員也需要考慮熱量的傳遞問題以及機械元件、軸承之間的潤滑問題，以期為后期降噪、降溫系統(tǒng)的設(shè)計提供技術(shù)支持。例如可在關(guān)鍵區(qū)域加設(shè)阻尼材料，同時給予不規(guī)則力矩及耦合強迫振動模型的設(shè)計支持，達(dá)到基礎(chǔ)降噪的目的。

3? 內(nèi)燃機過熱問題的控制要點

為了控制內(nèi)燃機的振動及溫度增長異常方面的問題，需要設(shè)立系統(tǒng)的過熱控制處理模型，并以此進(jìn)行規(guī)范、合理、科學(xué)的設(shè)計分析，有利于減少內(nèi)燃機過熱故障方面的安全隱患問題。其中，內(nèi)燃機過熱極其容易致使裝置出現(xiàn)卡死、融化、變形等現(xiàn)象，若長期沒有給予必要的處理，會增加裝置的燃油油耗參數(shù)。因此，工作人員應(yīng)當(dāng)明確內(nèi)燃機負(fù)荷的產(chǎn)生原因，在重要區(qū)域配置冷卻系統(tǒng)，方便工作人員快速發(fā)現(xiàn)故障的形成原因及處理要求。例如裝置的水平位置相對降低，則表示冷卻水的含量不足，故需在短時間內(nèi)快速補充水分，可解決該問題的影響。若冷卻系統(tǒng)存在滲漏現(xiàn)象時，工作人員應(yīng)當(dāng)快速定位滲漏的具體位置，利用信息化技術(shù)進(jìn)行定位，方便進(jìn)行進(jìn)一步處理。最后，工作人員還應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確探尋不同裝置、系統(tǒng)過熱的誘發(fā)原因，分析散熱器、柴油機、排氣裝置的故障影響，給予有效的處理支持，再使用規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)控，可方便設(shè)備趨于正常運行[3]。

4? 工程機械內(nèi)燃機減噪降溫設(shè)計措施

4.1 降溫設(shè)計措施

內(nèi)燃機降溫設(shè)計前，工作人員應(yīng)當(dāng)明確不同故障、安全隱患的成因及直接影響，同時使用信息化技術(shù)監(jiān)控不同組件的故障情況，給予合理的處理協(xié)調(diào)，減少系統(tǒng)高溫對冷卻系統(tǒng)的危害。具體而言，應(yīng)當(dāng)遵循以下要點：第一，故障排查前，工作人員應(yīng)當(dāng)分析內(nèi)燃機故障的直接影響，尤其是系統(tǒng)故障時會產(chǎn)生大量熱能，故此時容易誘發(fā)裝置過熱，激發(fā)系統(tǒng)運行隱患。因此，工作人員應(yīng)當(dāng)側(cè)重監(jiān)控系統(tǒng)卡死的原因，了解內(nèi)燃機長時間運行過程中過載現(xiàn)象的成因，設(shè)立有效的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行故障排查。其中，應(yīng)當(dāng)采用信息化技術(shù)分析內(nèi)燃機故障的隱患及維修方式，待明確故障后設(shè)立規(guī)范的維修、處理措施。第二，維修工作進(jìn)行中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合相關(guān)評判標(biāo)準(zhǔn)分析故障的情況，在重要區(qū)域設(shè)立短接回路，綜合性探討內(nèi)部線路的走向、配置及電能供應(yīng)問題，同時對開關(guān)、啟動裝置進(jìn)行驗收分析，合理排查不同端口、階段的數(shù)據(jù)指標(biāo)，方便工作人員總結(jié)維修的邏輯及方式。在控制電路故障的排查、控制過程中，應(yīng)當(dāng)對接線端口的起點、終點線路的輸入及輸出參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行測試，逐一排查內(nèi)燃機溫度的恢復(fù)效果，以便快速解決內(nèi)燃機的故障問題。從綜合的角度來講，短時間內(nèi)將內(nèi)燃機的溫度控制在常規(guī)狀態(tài)下，可快速處理過熱故障隱患。在內(nèi)燃機系統(tǒng)后期的核查分析中，若系統(tǒng)存在滲漏情況時，工作人員應(yīng)當(dāng)利用自動化系統(tǒng)科學(xué)評估水泵、冷卻裝置的工作狀態(tài)，給予高效、穩(wěn)定的分析管理，方便技術(shù)人員快速定位并處理發(fā)熱的原因，以期提高內(nèi)燃機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第三，冷卻系統(tǒng)改造前，工作人員應(yīng)當(dāng)分析冷卻系統(tǒng)的具體位置，在創(chuàng)造穩(wěn)定系統(tǒng)運行條件的基礎(chǔ)上提高內(nèi)燃機的工作效率，有利于提高整體裝置的使用周期。其中，應(yīng)當(dāng)注意以下要點：應(yīng)當(dāng)重視內(nèi)燃機材料的選擇，重視冷凍裝置材料的優(yōu)化，比如可選擇碳素鋼材料進(jìn)行加固，進(jìn)而提高改造設(shè)計的合理性。在裝置排氣功能測試中，應(yīng)當(dāng)使用內(nèi)外扣錐面接觸開關(guān)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提高系統(tǒng)的工作效率。在此過程中，內(nèi)外扣錐面接觸開關(guān)投入前，應(yīng)當(dāng)分析材料的型號、使用環(huán)境及數(shù)量，利用科學(xué)的評估標(biāo)準(zhǔn)分析水冷卻法的應(yīng)用情況，方便在系統(tǒng)運行前獲取更多的熱量。值得注意的是，長時間運行的內(nèi)燃機的傳熱效率需要在穩(wěn)定、持續(xù)控制進(jìn)行投入管理，消除熱量傳導(dǎo)不足而降低內(nèi)燃機工作效率方面的問題。最后，冷卻系統(tǒng)的熱量指標(biāo)應(yīng)當(dāng)控制為原基礎(chǔ)的80%，可促使內(nèi)燃機始終處于最佳的運行狀態(tài)。為此，工作人員應(yīng)當(dāng)將內(nèi)燃機內(nèi)部的溫度控制在90℃左右，可提高內(nèi)燃機的運行效率。同時，進(jìn)入管口的水體溫度應(yīng)當(dāng)固定在80℃。一旦整體水溫在70℃內(nèi)時，應(yīng)當(dāng)及時對入水口進(jìn)行加溫，同時運用自動控制的方式在關(guān)鍵區(qū)域的水泵進(jìn)行管理，可穩(wěn)定內(nèi)燃機的運行效率[4]。

4.2 減噪設(shè)計措施

內(nèi)燃機噪音是象征內(nèi)燃機運行隱患的具體表現(xiàn)，為了做好噪音的預(yù)測管理，需要工作人員建立穩(wěn)定、科學(xué)的減噪設(shè)計措施，促使內(nèi)燃機趨于高效化運行。具體而言，應(yīng)當(dāng)注意以下管理要點：第一，內(nèi)燃機噪聲故障排查中，應(yīng)當(dāng)在關(guān)鍵區(qū)域配置前置性裝置，促使內(nèi)燃機內(nèi)部的噪聲污染得到處理。在此過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合降低噪音的法律法規(guī)，明確噪音的位置就不利影響，在降噪源頭、音量的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，尤其是要降低齒輪運行方面的誤差問題，有利于提高和齒輪彈性剛度參數(shù)。第二，工作人員應(yīng)當(dāng)利用自動化技術(shù)預(yù)測噪音的大小，分析造成噪音的產(chǎn)生機制，給予科學(xué)、合理、規(guī)范的處理，在聲學(xué)理論的基礎(chǔ)上分析內(nèi)燃機噪音的特點，有利于提升降噪處理的合理性。內(nèi)燃機燃燒控制中，工作人員應(yīng)當(dāng)建立科學(xué)的處理模型，分析不同振動、噪音的傳遞函數(shù)及特征值，方便在規(guī)定區(qū)域內(nèi)快速預(yù)測圖紙的細(xì)節(jié)，進(jìn)而提高設(shè)計圖紙的質(zhì)量。此外，運用信息化技術(shù)對噪聲的結(jié)構(gòu)進(jìn)行評估，探討評估結(jié)果及其影響構(gòu)件，提高內(nèi)燃機噪音控制的科學(xué)性。所以，工作人員應(yīng)當(dāng)探討噪音的形成原因，利用規(guī)范、有效的工藝材料及高科技術(shù)進(jìn)行加固處理，比如可使用記憶合金、壓電涂層材料進(jìn)行鑄造協(xié)調(diào)，以便在提高設(shè)備鑄造強度的過程中降低噪音對內(nèi)燃機工作的不利影響。通過控制重要機組的噪音，積極落實節(jié)能減排技術(shù)，控制不同元件的噪音問題，有利于限制噪音對整體機組運行的消極影響[5]。

5? 結(jié)束語

綜上所述，工程機械內(nèi)燃機使用過程會出現(xiàn)較大的功能損耗，故需要工作人員在關(guān)鍵區(qū)域建立減噪、降溫設(shè)計模型，對比出不同區(qū)域裝置、元件的運行情況，給予必要的優(yōu)化與提升，以期提升內(nèi)燃機的工作效率。另外，現(xiàn)代內(nèi)燃機節(jié)能減噪處理中，工作人員也需要統(tǒng)籌常見問題的處理計劃及模式，有利于全面降低內(nèi)燃機機組的能耗參數(shù)。

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