工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)減噪降溫設(shè)計探討

李健

摘要：相對于一個工業(yè)經(jīng)濟(jì)來說，內(nèi)燃機(jī)是汽車和工程機(jī)械的主要動力來源，內(nèi)燃機(jī)的溫度過高或者是在運(yùn)行的過程中噪音過大，這樣都會對運(yùn)行產(chǎn)生影響，對于這兩個問題，可能產(chǎn)生的原因有很多，所以需要進(jìn)行具體的設(shè)計以用來提高內(nèi)燃機(jī)的使用壽命，需要不斷提高生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)的質(zhì)量，這將對于我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著很大一部分的提升。這篇文章主要是論述了內(nèi)燃機(jī)存在問題以及震動噪音問題，并對于目前這個情況，分別提出具體的噪音控制技術(shù)，以及溫度過高控制技術(shù)。

Abstract： Compared with an industrial economy， the internal combustion engine is the main source of power for automobiles and construction machinery. The temperature of the internal combustion engine is too high or the noise is too loud during operation， which will affect the operation. For these two problems， There are many possible reasons， so specific designs are needed to improve the service life of internal combustion engines， and the quality of internal combustion engines needs to be continuously improved. This will greatly improve the development of my country's industrial economy. This article mainly discusses the problems of internal combustion engine and vibration noise. For the current situation， specific noise control technology and high temperature control technology are respectively proposed.

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī);降噪降溫;工程機(jī)械

Key words： internal combustion engine;noise reduction and temperature reduction;engineering machinery

中圖分類號：TK401? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）01-0124-02

0? 引言

對于目前這個時代來說，內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)遍布于我們國家各個地區(qū)，而與之相匹配的減噪降溫系統(tǒng)，也呈現(xiàn)出較好的發(fā)展勢頭，但需要指出的是，在使用內(nèi)燃機(jī)時，還應(yīng)結(jié)合現(xiàn)實(shí)及具體情況，持續(xù)改進(jìn)與優(yōu)化。減噪降溫系統(tǒng)是整個內(nèi)燃機(jī)當(dāng)中的關(guān)鍵構(gòu)成，其在實(shí)際應(yīng)用中，具有多種優(yōu)點(diǎn)與作用，比如能夠保持溫度的始終平衡，以及減震、降噪等，因而能夠?yàn)楣こ虣C(jī)械效率的提升提供切實(shí)保障。因此，應(yīng)在對內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)的前提下，不斷更新與優(yōu)化技術(shù)，使系統(tǒng)始終保持穩(wěn)定、安全且高效的運(yùn)行狀態(tài)，這樣才是我們國家工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有利因素。

1? 關(guān)于內(nèi)燃機(jī)發(fā)熱以及振動噪音問題發(fā)展的情況

1.1 傳熱過高問題

當(dāng)國家相繼推出各種節(jié)能減排政策之后，內(nèi)燃機(jī)的工作任務(wù)發(fā)生了改變，已從之前的穩(wěn)定、高效運(yùn)行，轉(zhuǎn)變?yōu)榻档湍芎?，從根本上來分析，即為?nèi)燃機(jī)需在盡量較短的時間內(nèi)，維持在設(shè)定好的運(yùn)行溫度區(qū)間內(nèi)，并且還需要能夠?yàn)閮?nèi)燃機(jī)運(yùn)行時的合理、有效降溫提供切實(shí)保障，最終確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行狀態(tài)。與前者相比較，可以達(dá)到降能目的，而對于后者，可以保障高質(zhì)量的運(yùn)行效率，這些對于內(nèi)燃機(jī)而言，都是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。需說明的是，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)長時間處于運(yùn)行狀態(tài)時，其溫度會有大幅升高，針對此狀況，需確保內(nèi)燃機(jī)始終維持高質(zhì)量的工作狀態(tài)，而要想實(shí)現(xiàn)此點(diǎn)，需進(jìn)行與之配套的散熱系統(tǒng)的合理化設(shè)計。但當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于低溫運(yùn)行或者高溫運(yùn)行狀態(tài)時，其會產(chǎn)生不同的能量，如果運(yùn)行于低溫環(huán)境下，那么其會有較低的效率，因此，不僅要設(shè)計散熱功能，而且還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要，安裝能夠?qū)囟冗M(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備。

當(dāng)前，在設(shè)計方法上，最為常用的是數(shù)值方陣，其可以較好的將內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部傳熱工程中過高溫度的問題給解決掉;另外，針對流固耦合技術(shù)而言，其同樣是一種較先進(jìn)且實(shí)用化程度高的限元計算法，其能夠建立模型，然后與離散方法相結(jié)合，最終便可獲得準(zhǔn)確結(jié)果。需指出的是，圍繞傳熱問題所獲得的各種數(shù)據(jù)，有助于內(nèi)燃機(jī)降噪、減震問題的解決。

1.2 對于振動噪音問題分析

為了能夠從根本上將內(nèi)燃機(jī)過大噪音的問題給有效解決掉。對于這些問題而言，都是國家當(dāng)前比較關(guān)心的熱點(diǎn)問題，而且還為此提出了許多處理方法，但伴隨當(dāng)今科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，還需圍繞噪音問題，開展系統(tǒng)化、整體性的控制與優(yōu)化，促進(jìn)控制效果的提升，最終達(dá)到降噪目的。針對內(nèi)燃機(jī)噪音控制技術(shù)來分析，可將其分成兩部分，其一為噪音源識別，其二是噪音降低。在實(shí)際操作中，可采取表面的震動方式，以此對聲輻射進(jìn)行捕捉，從中獲取各種有用且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)運(yùn)行時的有效降噪、降溫提供數(shù)據(jù)支持。

2? 關(guān)于內(nèi)燃機(jī)溫度過高問題控制技術(shù)設(shè)計

2.1 及時的排除故障

通過上述內(nèi)燃機(jī)所突出表現(xiàn)的問題，對于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行情況有了一定的了解?；诖?，本文剖析了內(nèi)燃機(jī)所存在的過熱問題及具體的控制技術(shù)設(shè)計思路。內(nèi)燃機(jī)如果內(nèi)部溫度過高，它將會帶來很大的危害，如說拉缸、卡死等故障，甚至還可能導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)油耗增加，輸出的功率較低等故障發(fā)生。當(dāng)前，許多因素均可造成內(nèi)燃機(jī)存在過高的溫度，如長時間處于過載運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)荷過大等。內(nèi)燃機(jī)車電力維修最主要的維修方法是排除法，首先需要對故障出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行全面的研究與分析。了解故障發(fā)生的大概位置，進(jìn)行充分了解后，下一步就是維修工作開展下一步維修，工作時要進(jìn)行具體的判斷，將控制電路主線路的故障判斷出精準(zhǔn)判斷故障的問題，最后，對連接內(nèi)線路的配置進(jìn)行認(rèn)真的分析，注意驗(yàn)收啟動系統(tǒng)，從系統(tǒng)節(jié)電對具體情況進(jìn)行排查，這是關(guān)鍵的一個過程。并且對具體的參數(shù)數(shù)據(jù)與相關(guān)的范圍的框架進(jìn)行細(xì)致的分析，在維修電路系統(tǒng)時，檢修人員如果不了解其中的邏輯關(guān)系，應(yīng)該對其進(jìn)行控制電路的故障排查，連接線路終端進(jìn)行，將開展維修工作的切入點(diǎn)，并向著另一端的控制線路進(jìn)行層層深入的排查。就這樣會影響到透平間的環(huán)境溫度。針對內(nèi)燃機(jī)來講，若其在較短時間可以恢復(fù)至原先正常狀態(tài)，那么證實(shí)此問題已得到不錯解決，若再次啟動內(nèi)燃機(jī)并又有過熱情況出現(xiàn)，這就說明內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)了滲漏問題，需要準(zhǔn)確的確定滲漏的位置，開展深層化、全面化分析處理。然后需要分別對水泵、散熱器的當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)檢查，使其始終保持穩(wěn)定且高效的運(yùn)行狀態(tài)。最后需要對其它環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查，將其中引起發(fā)熱的原因給找出來。如排氣閥門、燃燒室柴油機(jī)等方面故障這些看似小的因素都可能會導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)發(fā)熱過高的原因。

2.2 冷卻系統(tǒng)改造優(yōu)化設(shè)計

針對內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)來分析，其最根本性的任務(wù)即為確保內(nèi)燃機(jī)在合適溫度環(huán)境下工作，為相關(guān)零部件的高效化工作，營造一個良好的工作環(huán)境，以此促進(jìn)其使用壽命的提升。針對鑄造材料的工廠來講，在選擇材料時，可選傳統(tǒng)的碳素鋼材料，這能夠較好的規(guī)避遇冷凍裂的狀況發(fā)生，而且還可根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要，對排氣閥實(shí)施全面化或有針對性的改造，以此促進(jìn)工作效率的提高，以及排氣性能的提升。比如可以根據(jù)實(shí)際需要，將原先的球形尼龍接口進(jìn)行替換，改成更加適用于系統(tǒng)運(yùn)行需要的內(nèi)外扣錐面接觸開閉閥，這樣就可以更加提高軟件系統(tǒng)的工作效率。

當(dāng)前，許多內(nèi)燃機(jī)均用的是水冷冷卻法，其在運(yùn)行過程中，能夠?qū)⒋罅繜崃繋ё撸ㄍǔ?50千瓦），是在這個基礎(chǔ)上還是不夠的，對于內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)還需要進(jìn)一步降低20～25%以上的熱量。從數(shù)據(jù)統(tǒng)計得知，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)時，需將其內(nèi)部溫度控制在85～95℃之間，這個溫度下的內(nèi)燃機(jī)工作效率才是最高的。所以說進(jìn)水口的溫度應(yīng)該需要控制在80℃左右。如果水溫<70℃，那么針對此時的一號溫控閥而言，會將副閥門以一種自動的方式來開啟，向水泵不斷引入高溫水，然后借助水泵，向內(nèi)燃機(jī)不斷的輸送。另需指出的是，若水溫>80℃，那么針對此時的二號溫控閥來講，也會隨之而自啟，把已經(jīng)高溫處理的水輸送至主換熱器。

總之，無論是進(jìn)水溫度，還是進(jìn)水流量，做好其控制工作均十分重要，針對進(jìn)水口的溫度來講，若<40℃，易增加機(jī)油的黏度，降低氣缸運(yùn)行過程中的潤滑性能，這種對于內(nèi)燃機(jī)的部件造成其他的損壞，那可能導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。冷卻系統(tǒng)中的水溫臨界點(diǎn)在80℃左右。需強(qiáng)調(diào)的是，通過合理化、高效化設(shè)置恒溫系統(tǒng)，可以較好規(guī)避水溫過低這一情況，并且借助于恒溫系統(tǒng)，還能為內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性提供切實(shí)保障。

3? 內(nèi)燃機(jī)噪音問題的控制技術(shù)設(shè)計

3.1 及時排除故障

需說明的是，若想更加高效且全面的消除噪音所造成的污染，需基于相關(guān)噪音法律法規(guī)的前提下，持續(xù)優(yōu)化原有的噪音消除或控制方法;針對當(dāng)前較常用的降噪方法而言，主要有兩種形式，其一為降噪噪音源。其二是限制噪源。當(dāng)前，德、美等國的一些汽車品牌便運(yùn)用的是中心編制方式。在內(nèi)燃機(jī)當(dāng)中，針對齒輪所產(chǎn)生的噪音而言，可根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要，通過降低齒輪誤差以及對齒輪彈性剛度進(jìn)行有效控制等方式來達(dá)到控噪的目的。

3.2 噪音預(yù)測技術(shù)的設(shè)計

根據(jù)前文所提及的內(nèi)容，想要更加有效的控制噪音問題，就需要對內(nèi)燃機(jī)噪音的機(jī)制進(jìn)行全面的研究和控制?；趦?nèi)燃機(jī)的燃燒與聲學(xué)理論層面來考量，盡可能建立一個能夠分析內(nèi)燃機(jī)噪音及特征情況的分析模型，并從中獲取各種振動傳遞函數(shù)。而在設(shè)計時，可根據(jù)圖紙來合理化、高質(zhì)量的預(yù)測結(jié)構(gòu)，并開展全面且詳細(xì)的噪聲評價，以及對相關(guān)零部件進(jìn)行優(yōu)化，以此達(dá)到控噪目的。此外，還可根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要，將一些先進(jìn)工藝或者高科技材料引入其中，減小體積，減輕體重，以及選用復(fù)合聲學(xué)材料來實(shí)現(xiàn)降噪，比如形狀記憶合金、壓電涂層等。當(dāng)前，國家越發(fā)重視噪聲污染管控工作，因此，針對內(nèi)燃機(jī)而言，可采用先進(jìn)的降溫系統(tǒng)，并基于此，采用扭矩減震器將內(nèi)燃機(jī)運(yùn)作過程中所產(chǎn)生的沖擊力給消除掉。

4? 結(jié)束語

綜合全文來說，我們對內(nèi)燃機(jī)的工作復(fù)雜環(huán)境程度不斷加深，傳統(tǒng)的減噪降溫系統(tǒng)已無法從根本上解決當(dāng)前的溫度及噪音問題。當(dāng)前，要想設(shè)計一套完備且全新的降噪降溫系統(tǒng)，有著比較大的難度，而改進(jìn)現(xiàn)有的降噪降溫系統(tǒng)，卻是可行的方案，通過優(yōu)化設(shè)計來達(dá)到控制溫度流量的目的，將震動、散熱等問題給有效解決掉，可以為內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行安全及高效運(yùn)行提供切實(shí)方便。

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