某型天然气发动机噪声测试与分析

曲其磊，王盘龙，党向萍，齐 凤，代 伟，张彦龙，韩云龙

（中国石油集团济柴动力有限公司，山东济南 250306）

0 引言

随着社会对环境保护重要性认识的加深，发动机噪声污染已成为公害。某型发动机应用场景复杂，噪声严重影响工作人员的身体健康，干扰正常的工作和生活。为了判定该型发动机的噪声水平，本文对其进行了发动机噪声测试与分析[1-2]。

1 抑制发动机噪声的手段

（1）优化发动机的设计、材料与工艺。通过对发动机噪声的测试与分析，优化发动机的设计，升级发动机的材料，提高发动机装配工艺水平，都可以有效的在噪声声源处进行抑制。

（2）针对发动机重要噪声源做特殊处理。由于发动机各部分的噪声水平不同，因此针对发动机的重要噪声源如排气管、气缸顶部等位置，采取加装消音棉、覆盖装甲和减振垫等方法，均可降低噪声水平[1-2]。

（3）加装静音机房可有效控制发动机噪声传播。静音机房的设计，一般在房顶和内壁采用U 形支撑，内层多为穿孔吸音铝板加装多层消音棉和玻璃布，房门加装隔音密封条，机组与机房采用高弹性减振橡胶垫。这些措施可以有效控制发动机噪声的传播。

2 该型天然气发动机概况

该型天然气发动机的相关参数见表1。其中，P标为标定功率，n标为标定转速。

表1 该型发动机概况

3 噪声测量方法和测量仪器

3.1 噪声试验测量方法

噪声测量方法根据GB/T 1859—2000《往复式内燃机辐射的空气噪声测量工程法及简易法》进行，试验时大气压力为104.1 kPa，大气湿度40%，环境温度10，试验数据参照ISO 3746—2016 的规定进行了声学修正[1-4]。

3.2 噪声试验测量仪器

该型天然气发动机的噪声测试设备为丹麦生产的B&K4166 电容式传声器、B&K2669 型电容/电压变换器和B&K3560C 型平台测试系统。测量前采用B&K4231 声级校准器对于整个测试系统进行了标定（图1）。

图1 噪声测量系统

4 噪声试验测点布置及测量工况

4.1 噪声试验测点布置及试验表面

图2 噪声试验12 测点布置及测量表面

针对该型天然气发动机的型式特点，根据GB/T 1859—2000 的有关规定，在发动机试验表面布置12 个测点（图2）。其中，基准体尺寸为2 ml14 m、l32.5 m 的发动机，测量表面与基准体间的测量距离d 为1 m[1-4]；飞轮侧，a=c=l3+d，h=，f=2e=a，d=1 m。

4.2 噪声试验的测量工况设计

根据该型天然气发动机的负荷特性，对该噪声试验的测量工况进行了设计（表2）。其中，P 测为测试功率，r 为测试功率百分比。

表2 噪声试验的测量工况设计

5 噪声试验测量、修正及计算结果

在标定转速，根据GB/T 1859—2000 第8 部分要求，对该型发动机各功率段噪声的声压级数据进行测量，并对声功率级的数据进行了计算与修正[1-4]。因保密需要，本文只列出空载、50%负荷和满载时的测试数据。

5.1 表面声压级测试数据

12 测点声压级测试数据如表3 所示。其中，SPL空为空载测量声压级，SPL50%为50%负载测量声压级，SPL满为满载测量声压级。

表3 12 测点声压级测试数据

绘制该型发动机12 测点的声压级曲线(图3)。

5.2 噪声声功率的计算与修正

噪声表面声压级和声功率级计算数据，环境修正值为K 为2 dB（表4）。其中为表面声压级，LWA为声功率级。

绘制该型发动机表面声压级曲线和声功率曲线（图4）。

图3 12 测点的声压级曲线

表4 表面声压级和声功率级计算数据

图4 表面声压级曲线和声功率曲线

6 结论

结合测量与计算结果，该型天然气发动机在其标定功率的最大声功率级为118.6 dB，满足SY/T 5641—2009《石油天然气工业天然气发动机》中的限值要求[3-4]。试验中未发现因设计、材料和工艺等问题引起的异常噪声，下一步将继续优化抑制噪声的手段，降低发动机的噪声污染。