康明斯动力设备（深圳）有限公司

摘要：面临用户的特殊行业严格环保属性要求，对于新安装的柴油发电机组一般需要进行振动和噪声的测定试验，该实验应符合中国或当地环保法则对柴油发电机组的噪声和振动规定。第三方测评专业机构可通过频响函数、气隙磁场、径向加速度、噪声信号的数字谱分析等测试方法，获得振源和噪声源及其特点曲线等数据，以判明其是否符合相对应的法规。

 

        柴油发电机组振动和噪声的测定试验应在机组空载、半载和满载3种运行状态下进行。带负载时，功率因数应为额定值（为减少室内反射对噪声测量结果的影响，试验安排在室外进行时，如受负载条件所限，允许负载的功率因数为1）。取其中较差的数值作为考核数据。如对试验结果的准确度要求不是特别严格时，这两项试验最好安排在稳态电压调整特性试验中进行，这样可节约时间。否则，噪声试验应在符合技术条件规定的场地进行测量。试验时，除记录振动值和噪声值外，还应记录机组的输出电压、电流、功率、频率、功率因数及试验环境的大气压、相对湿度、温度等。

 

一、振动测定试验

 

1、测量条件

① 被测柴油发电机组处于正常安装状态。

② 当柴油发电机组达到正常运转状态时方可进行测量。

③ 测量应在柴油发电机组典型使用工况下进行。

④ 测量环境中应无强烈外部干扰。

 

2、 振动测量仪器与设备

振动加速度传感器、电荷放大器、YE6263动态数据采集测试分析仪、计算机。

 

3、测量仪表的要求

（1）振动测量的传感器应有下列要求：

① 传感器安装在被测点处应牢固可靠，接触面光滑干净，在整个测量过程中不得有任何移动。连接系统在测量频率范围内应保证振动信号的正确传递。

② 传感器应在允许的工作环境（如温度、湿度、磁场、油污、盐雾等）下工作。

③ 传感器经非正常状态后（如冲击，过热、浸水、浸油等）应及时校验，确认不低于原始性能时，方可继续而使用。

④ 传感器应有方向性，横向灵敏度应不大于测量方向灵敏度的10%，即“横向灵敏度比”要求小于10%

（2）联接导线的要求：

  联结导线的选用应与测量系统匹配，导线应固定牢固，与被测对象之间不应有相对运动。

（3）指示与记录装置的要求：

  指示装置应能直接读取测量量标的有效值，可记录测量量标与时间的关系图并保存。

 

4、测量的数据内容

● 柴油机及柴油发电机振动的测量的数据包括振动位移、振动速度、振动加速度。

● 柴油机及柴油发电机振动测量量标和定义

● 振动位移：物体相对于某一参考坐标位置的矢量。单位为毫米（mm）。

● 振动速度：振动位移的时间变化率的矢量。单位为毫米每秒（mm/s）

● 振动加速度：振动速度的时间变化率的矢量。单位为毫米的平方每秒（mm²/s）

 

5、测量系统

试验测量系统的组成部分：

 

振动源 → 加速度传感器 → 电荷放大器 → 动态信号分析仪

 

● 测量值是在一定频率范围内振动信号的有效值，测量频率范围下限应包括机械的一阶振动频率，对转速为600r/min以上的机械，频率范围取10～1000Hz，对转速为300～600r/min的机械，频率范围取3～1000Hz。

● 振动测量仪器应能显示并记录振动测量标量和时间的关系图，和直接显示复合振动测量标量的有效值，频率响应范围应在2~3000HZ内选取，仪器精度应不低于5%。

 

6、 测量点位置和测量方向的确定：

①  测点位置最好选在振动能量向弹性基础或系统其他部位进行传递的地方，柴油发电机组的前后端顶部，底部至少4个点，如柴油发电机组尺寸大需要增加测点时，应在柴油发电机组顶部和底部成组增加，弹性支承时，底部测点选在弹性支承上方或安装支承部位。

②  测点应选在柴油发电机组本体刚性大、能代表柴油发电机组振动的部位，产生局部振动的部位不得布点，测点号用1、2、3…表示。

③  测量方向在三个互相垂直的方向上选取，即：一个方向与柴油发电机组旋转轴方向重合；另一个方向为水平方向，且垂直与柴油发电机组转轴；第三个方向与上述两方向组成的平面垂直。

 

根据GB/T7184—2008对中小型柴油机测量点的选取（如图1所示）：

● 测量平面： 机械支承轴、曲轴平面、机架顶部边缘

● 方向的测点：联轴节端部、机械中部、机械自由端

 

图1 振动试验测试点分布

 

注意：振动测定试验在柴油发电机组下列部位，沿机组的横向、纵向及竖直向下三个方向选定测点进行测量。测量值的单位见该被试机组的技术条件（当使用振幅值时，应注意是单振幅还是双振幅）。取各测量数值中的最大值作为试验结果。

 

二、噪声测定试验

 

柴油发电机组的排气噪声呈明显的低频特性，是发电机组运行时的主要声源。它是由排出气体的压力脉动产生的。当发电机组柴油机运行时，柴油在气缸内燃烧产生压力，排气阀开始工作后，发生剧烈的压力脉动。这种压力脉动以声波的形式传播，便产生周期性的排气振动噪声，它的声压级大小主要取决于机组的功率，排气量，气缸数，气缸内平均有效压力以及排气口截面。

 

1、噪音限值规定

 

（1）出厂标准：对于功率不大于250kW的柴油发电机组噪声声压级平均值应不大于102dB（A），对功率大于250kW的柴油发电机组和使用增压柴油机的机组，其噪声声压级由厂家产品规范规定。

（2）户外型低噪声柴油发电机组的噪声声压级平均值应不超过下表的规定。

 

机组型式		噪声声压级平均值 dB(A)	测点
			水平距离m	高度m
罩式发电机组 汽车电站 挂车电站 方舱电站	隔室操作	80，75	距控制屏正面中心 0.5	距地板1.50
	非隔室操作	83，78，73，68，65，60	距电站外廓1.00	罩式机组和方舱电站距地面1.00。汽车电站和挂车电站距地面1.65。

 

 

（3）室内柴油发电机组通过隔音降噪措施达到《城市区域环境噪声标准》及《工业企业厂房噪声标准》。

 

 

 

2、测量面、测量距离和测量点

● 柴油发电机噪声试验的测定试验试验时，柴油发电机组安放地点可为专用的噪声试验室或符合GB/T1859—2000《往复式内燃机辐射的空气噪声测量工程法及简易法（内燃机噪声功率级的测量定准工程法）》中规定的普通试验室或室外场地。

● 室外场地应平坦、空旷，在以测试中心为圆心的25m半径圆范围内无大的反射物（如围墙、房屋或较大的设备等），环境噪声应比发电机组噪声低10dB（A）以上。

● 试验时，用声级计在机组两侧和发电机后端1m远处分别选定噪声最大的3个点进行测量，每点应重复测量三次，每两次测量值之差不应大于2dB（A），否则应重测。

● 取三次的平均值作为一个测点测量结果，取各测点测量值的平均值作为被测发电机组噪声的最终结果。见图2~图5所示。

 

图2 用参考矩形图测量发电机组噪声的测量面及测点布置（9个测点）

 

图3 用参考矩形图测量发电机组噪声的测量面及测点布置（12个测点）

 

图4 用参考矩形图测量发电机组噪声的测量面及测点布置（15个测点）

 

图5 用参考矩形图测量发电机组噪声的测量面及测点布置（19个测点）

注意：在布置进气口和排气口附近的测点时，不应使其正对气流。

 

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