工程机械内燃机减噪降温设计研究

黄雪媚

摘要：内燃机作为工程机械的主要动力源，在正常运行中往往会出现过热、振动等现象，使得内燃机运行效果下降的同时，也对内燃机的使用寿命产生了负面影响。因此，在工程机械内燃机设计制造中，应对过热和振动问题引起重视，采取合理的减噪降温设计措施，为内燃机的高效、稳定运行提供支持。本文在分析工程机械内燃机发热和振动噪音问题研究发展现状的基础上，就如何进行工程机械内燃机减噪降温进行了设计技术措施的研究，旨在优化内燃机运行效果，保障工程机械安全、高效运行。

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.

關键词：工程机械;内燃机;减噪降温设计

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

中图分类号：U262                                         文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）15-0144-02

0  引言

在当今工业化时代，内燃机已经渗透在生产生活的各个方面。在科技不断发展的支持下，内燃机整体技术水平得以稳步提高。然而与之相关的减噪降温系统，虽然整体呈现出良好的发展态势，但是在内燃机使用中，仍然可能会出现过热、振动噪音之类的问题，使得内燃机使用缺乏良好效果，且容易影响内燃机的使用寿命。因此，在内燃机使用中，还要结合实际条件来持续优化和改进减噪降温系统，使得内燃机能够在使用中持续保持适宜的温度，并减少振动现象，为提升工程机械效率奠定良好的基础。因此，在工程机械内燃机持续优化升级中，应注重减噪降温系统的高效、稳定运行，才能为我国工业经济发展创造良好的外部条件，继而有利于我国经济的全面发展。

1  工程机械内燃机发热和振动噪音问题研究发展现状分析

1.1 振动噪音问题研究方面  在内燃机运行中，振动噪音是不可忽视的一项重要问题，相关人员为此进行了深入研究，并提出了一些可行的控制方法。但在科技不断发展的背景下，应持续围绕振动噪音问题进行研究，才能不断提升其控制效果，继而真正实现内燃机降噪目的[1]。针对当前内燃机噪音控制来说，常用技术可以分为噪音源识别、噪音降低两部分。在实践操作中，可以采取表面震动方式扑捉声辐射源，从中获得各种有价值的详细数据，为内燃机系统运行降温降噪提供数据参考[2]。

1.2 发热问题研究方面  在国家大力提倡节能减排的社会环境中，内燃机运行既要满足以前的高效、稳定等要求，又要注重节能降耗。基于本质角度来说，内燃机应在短时间内维持好设定运行温度区间内，并且要在运行中得到有效降温，进而保障整个内燃机可以始终处于最佳运行状态中。但是需要注意的是内燃机在长期运行中，其温度不可避免地会大幅度升高，这种情况下要保障内燃机时刻处于最佳运行状态中，应辅以合理的散热系统，不断降低内燃机系统的温度[3]。但是内燃机在低温状态中运行，所产生的能量相对低一些，这种情况下对散热系统的要求显然不高。因此，在散热系统设计时，需要根据现实需求来自动调节温度控制的设备，才能保障内燃机运行温度时刻处于最佳范围内。在现代设计中，内燃机降温设计方法主要以数值方阵为主，可以有效解决内燃机内部传热工程中过高温度问题[4]。

2  工程机械内燃机减噪降温设计分析

2.1 降温设计  在内燃机过热问题控制设计中，相关设计人员应及时地排除各项故障，并与时俱进地优化冷却系统，具体如下：①及时排除故障。基于某种角度来说，过热问题的产生绝大部分原因在于内燃机运行出现故障，使得其不正常运行而产生大量能量，容易引起过热问题，从而会产生更大的不良反应，如卡死、拉缸等。当前，内燃机能够产生过高温度的因素众多，如内燃机长时间处于过载运行状态中，这要求相关技术人员及时排除故障。在内燃机维修中，常用方法是排除法[5]。首先，研究和分析内燃机故障出现现象，待明确故障发生的具体问题后，则要展开下一环节的维修操作。汽车，在维修工作中，应进行具体分析，根据故障现象来准确地判断出故障发生的具体原因。最后，深入分析连接内线路的配置，并对启动系统进行验收，从系统节点对具体情况进行排查，在此过程应细致分析具体参数数据，若检修人员在维修中不了解其中的逻辑关系，则要对控制电路的故障进行排查，由连接线路终端开始，并向另一端控制线路进行逐层排查[6]。针对内燃机来说，在短时间内若可以快速恢复正常温度状态，即可说明过热故障问题得到了妥善解决。若再次启动内燃机，又出现内燃机过热现象，就可以说明内燃机系统中出现了渗漏问题，应及时进行细致分析，明确渗漏位置，并做好相关分析工作。在此基础上，相关技术人员需要逐一检查水泵、散热器等设备的工作状态，使得其可以时刻保持高效且稳定运行状态。最后，相关技术人员对其他环节进行细致检查，将其中能够引起发热的原因探寻出来，继而予以合理措施来控制温度，确保整个内燃机系统运行温度的合理性[7]。②优化设计和改造冷却系统。就内燃机来说，在运行中应时刻处于合适温度环境中，继而为系统中各零件的高效、稳定运行创造良好的外部条件，一方面提高内燃机运行效率和稳定性;另一方面有效延长内燃机的使用寿命[8]。在内燃机锻造材料选择时，为规避遇冷冻裂问题，应考虑碳素钢材料，但是也要根据现实需求，对排气阀进行有针对性的优化和改造，确保其排气性能符合要求的同时，可以全面提升工作效率。例如：根据工作需求，采用的内外扣锥面接触开闭阀替换球形尼龙接口，这样即可大幅度提升系统工作效率。现如今，市场中绝大部分的内燃机冷却系统以水冷却法为主，在系统运行时可以传导大量热量，但是对于长时间运行的内燃机来说，这传导的热量是不足的，仍然可能让内燃机出现过热问题。因此，对于内燃机冷却系统来说，仍然要在原来基础上再降低20%以上的热量。基于数据统计结果分析，在内燃机处于最佳运行状态中，应将内部温度控制在85摄氏度到95摄氏度之间，才能保障内燃机工作处于最佳状态中。因此，进水口的温度应控制在80摄氏度左右，若水温低于70摄氏度，一号温控阀应通过自动方式来开启，向水泵中不断引入高温水，同时在水泵作用下输送到内燃机内容。但是需要注意的是，在水温超过80摄氏度时，二号温控阀则会自动开启，并将高温处理后的水输送到主换热器中。总之，在冷却系统优化改造时，应围绕进水温度和进水流量进行设计，以期通过合理化、高效化设置恒温系统来规避内燃机过热问题的发生，确保内燃机可以长时间处于最佳温度状态中，进而保障内燃机高效、稳定运行。

2.2 减噪设计  在内燃机减噪设计中，同样要做好及时排查故障的工作，并且要合理地设计噪音预测技术的应用，才能降低噪音对内燃机运行的负面影响，确保内燃机可以高效、稳定运行，具体如下：①排除故障。对于内燃机降噪设计来说，相关设计技术人员应明确一个前置性条件，即内燃机噪音污染的消除，应根据现行噪音相关法律法规持续优化噪音消除和控制烦方法，继而在降低噪音的基础上，可以保障其相关技术措施符合法律规定。现阶段，内燃机常用降低噪音的方法主要有降噪噪音源、限制噪源兩种方式。在内燃机系统内部，针对齿轮产生的噪音，应根据现实要求，可以采取严控齿轮误差和齿轮弹性刚度等方式进行控制噪音，能够取得良好的降噪效果。②科学合理地设计噪音预测技术的应用。基于上文分析可知，在内燃机运行中，要想有效控制内燃机噪音问题，前提是全面了解和掌握内燃机噪音的产生机制，在此基础上根据其产生机制来采取针对性措施，从而可以大幅度提升内燃机降噪效果。基于内燃机的燃烧和声学理论角度考虑，相关技术人员应围绕内燃机噪音问题，建立内燃机噪音及其特征情况的分析模型，用于获得内燃机运行中各类振动传递函数。在具体的设计工作中，相关技术人员应根据图纸进行结构的预测设计，并且要保障设计的合理性和高质量。在此基础上，对设计结构进行噪声评价，随后根据评价结果来深入优化相关零部件，以此达到内燃机噪音控制目的。另外，在内燃机噪音问题形成原因中，内燃机铸造材料也是一大因素之一，这要求相关人员根据现实需求来合理地选用先进工艺材料，或者是高科技材料，将其运用在内燃机设备中，如形状记忆合金、压电涂层等材料，应用在内燃机设备铸造中，可以起到有效降低噪音的目的。除此之外，在现代社会发展中，噪音污染日渐严重，且已经严重到影响人们的正常生活，不利于民众生命健康的发展。因此，国家对噪声污染管理和控制工作已经引起高度重视，并实施了相关政策措施。因此，对于内燃机噪声问题来说，可以在内部采用先进的降温系统，并在此基础上采用扭矩减震器，最大限度地消除内燃机运作中产生的冲击力，继而可以起到控制噪音的目的。

3  结语

综上所述，工程机械内燃机已经渗透在人们生产生活中的各个方面，这要求其高效、可靠地运行，才能保障人们正常的生活和工业生产。但是在内燃机运行中，往往会不可避免地产生过热问题和噪声污染，这不仅影响内燃机高效可靠运行，还对内燃机的使用寿命产生了负面影响。因此，在工程机械内燃机运行中，相关技术人员应对工程机械内燃机减噪降温设计引起重视，并进行深入研究。但是不可否认的是工程机械内燃机减噪降温系统的设计是一项难度巨大的工作，为保障内燃机安全可靠运行，应基于现有工程机械内燃机减噪降温系统进行改造和优化，才能达到控制温度流量的目的，继而有效解决震动、散热等一系列问题，最终为内燃机系统高效、可靠地运行提供保障。

参考文献：

[1]杨兆远.工程机械内燃机维修工艺改进探究[J].内燃机与配件，2021（04）：123-124.

[2]钟建.军用工程机械内燃机维修问题及控制措施探究[J]. 内燃机与配件，2021（01）：139-140.

[3]内燃机市场竞争格局及集中度分析[J].电器工业，2020（04）：38-44.

[4]工业和信息化部积极推进内燃机再制造产业发展[J].设备管理与维修，2016（03）：4.

[5]张德平.工程机械几种基于动力匹配引起的动力不足现象分析[J].建筑机械，2016（02）：59-62.

[6]胡越，李富才，邵威，孟立立，周吉文.工程机械噪声源识别技术研究进展[J].噪声与振动控制，2015，35（05）：1-15.

[7]张立营.工程机械的常见故障分析与排除[J].黑龙江科技信息，2015（26）：101.

[8]加强多方协作 推动工程机械再制造行业发展[J].表面工程与再制造，2015，15（02）：44.