重康动力（深圳）有限公司

（3）环境温度和气压修正

      当测试环境的温度和气压偏离标准环境条件（温度t₀=20℃，气压Po=100 kPa）引起的修正值等于或大于0.5 dB时，应加以修正，修正值K₃：

K₃=101g｛√293/（273+t）•（P/100）｝

      式中，t为测试环境的温度，℃；p为测试环境的气压，kPa。

      7室：t=28℃，p=81 kPa，K₃=-0.52 dB。

二、测量结果计算与分析方法

1、测量表面平均声压级的计算

      根据图2所布置的测点进行测量时，测量的平均声压级用下式计算：

Ḹ_p=101g（1/N）Σ10^0.1LPi

      式中，Ḹ_P为测量表面的平均声压级，dB；L_pi为第i点所测得的声压级，dB；N为测点总数。

2、声功率级的计算

      声功率级的计算公式：

Ḹ_w=Ḹ_p+101g（S/S₀）=Ḹ_p+12.7

      式中，Ḹ_w为声功率级，dB；Ḹ_P为测量表面的平均声功率级，dB；S为测量表面面积，m²，其中，S=4（ab+bc+ca），α=L₁/2+d，b=L₂/2+d，c=L₃+d，L₁，L₂，L₃分别为基准体的长、宽、高，m；S₀为基准面积，m²。

3、试验结果及分析

（1）不同大气压下，整机噪声随转速变化

      根据图3所示结果可知，直喷式柴油机表面辐射噪声基本随转速增加而增大，这主要是由于机械噪声增大的缘故，此外，燃烧噪声也有影响。对比2个曲线图可知，90 kPa大气压下的噪声值明显高于101 kPa下的值。按理来说，由于高原气压低，空气稀薄，导致发动机功率下降，所以柴油机在高原状态下其功率和扭矩要明显小于平原状态下的值，但柴油机采用涡轮增压技术，所以要恢复其功率，其噪声值要大于平原状态下的值。这表明，在高原状态下排气压力下降，气缸的内外压力差增加，排气较为顺畅，使保留在气缸内的残留废气减少，有利于快速完成着火前的物理化学准备过程。使预混和阶段完成着火准备的混合气数量增加，燃烧速度加快，从而导致燃烧噪声较平原的高。

（2）模拟101kPa下，额定工况下1/3倍频谱分析

      根据图4所示的1/3倍频程频谱图可知，柴油机前、后、左、右四个面八个测点噪声均在500～700 Hz范围内较大，主要由于进、排气歧管辐射噪声，飞轮、齿轮旋转引起的机械噪声以及其他附件工作发出的噪声所引起的，在柴油机上方则在1200～1500 Hz范围内较大，主要由缸盖辐射燃烧噪声所致，这对人影响较大，应该改变缸盖的刚度或者加阻尼以改变缸盖的固有频率。

（3）辐射噪声随转速的变化

      根据图5可知，转速较高时，表面辐射噪声声功率级随转速增长基本呈线性的关系，受海拔影响不是十分显著，这主要是因为在高转速时机械噪声是主要的噪声源。而机械噪声主要的激励源是不平衡的惯性力及力矩、活塞的拍击、进排气门落座时的拍击以及齿轮啮合传动等。随着转速增加，活塞的横向运动以高速进行，气门撞击也将增强等因素，机械噪声大幅度增加，因此表面辐射噪声随转速增加而增大。在转速较低时，燃烧噪声较为突出，燃烧噪声产生的根本因素则是压力升高率，压力升高率主要取决于滞燃期内形成的可燃混合气多少，由于本机是增压柴油机，如图3和4所分析的原因，故此高原噪声较平原高。

（4）增压对辐射噪声的影响

      从图6可知，自然吸气柴油机与增压柴油机之间在不同转速下的噪声对比，在标定功率点（满负荷），增压柴油机可以显著的降低噪声辐射水平。随着转速的降低，增压柴油机的噪声辐射水平有所增加，当达到最大扭矩点的时候噪声辐射水平基本相同，当转速进一步降低的时候，增压柴油机的噪声反而高于非增压柴油机。在频率较高时增压柴油机辐射噪声较小，主要是由于增压后气缸内的空气密度和温度升高，滞燃期缩短。由于采用涡轮增压后，压缩压力及温度均升高，这就减小了着火滞后期，降低压力升高率，燃烧过程比较柔和。所以，涡轮增压可以使噪声降低。同时，还由于采用涡轮增压，可以在不恶化柴油机性能的前提下大幅度延迟喷油定时，从而，更进一步地降低了燃烧噪声。涡轮增压柴油机与非增压柴油机相比，在全负荷时，其缸内压力频谱在高频区域上噪声级大幅度地下降。但在空负荷时，由于增压柴油机的压缩比一般比非增压柴油机低，因而在空载情况下，压缩终了的温度也就比非增压时低，使着火延迟加长，而压力升高率高，故在空负荷下涡轮增压柴油机的噪声下降不多。

（5）不同转速下辐射噪声随喷油提前角的变化

      燃烧噪声起源于燃油在燃烧室中的压缩着火与滞燃期内形成的可燃混合气的突然燃烧。燃烧噪声与气缸内压力开始急剧上升期间的压力升高率有密切关系，压力升高率愈高则燃烧噪声愈大。对于直喷式柴油机而言，减小供油提前角可以推迟供油，缩短着火延迟期，使压力升高率下降，从而也可以使燃烧噪声降低，供油提前角示例如图7所示。本次测试选择三个不同的供油提前角，分别为16°CA、12.5°CA、9°CA，运用大气压模拟设备模拟81kPa下不同供油提前角对柴油机整机噪声的影响如8图所示。

      从图8可知，整机表面辐射噪声随供油提前角的增加而增大。但供油提前角对噪声的影响不是线性变化关系，也就是说，当供油提前角大到一定数值后，再增大供油提前角，整机噪声才明显增大，随着供油提前角的增加，滞燃期变长，由于燃烧过程的滞燃期延长，滞燃期内的喷油量增加，气缸内的最大爆发压力迅速增长，压力升高率增大，则燃烧噪声也增大，供油提前角通过改变滞燃期的长短来影响柴油机噪声。此外，供油提前角大，喷油时间早，此时气缸内压缩温度和压力相对低一些，使得滞燃期延长，燃烧压力振荡的强度随供油提前角增大而增大，因而燃烧噪声增加。供油提前角小，喷油时间延迟，气缸内温度和压力在燃油喷入时较高。燃油一经喷入即雾化，瞬间达到着火点，缩短了滞燃期。最先喷入的燃油爆发燃烧，而后续喷入火焰中的燃油因氧气不足而不会立即燃烧。这样，由于初期燃烧的燃油量少，压力升高率低，可使燃烧噪声减小。大多数柴油机的燃烧噪声随供油提前角的减小而有所降低。但如果喷油时间过迟，虽然燃料进入气缸后的初始温度和压力较高，然而作用时间短，会出现着火燃烧前活塞已开始下行的情况，使气缸内空气压力和温度降低，从而使滞燃期增加，燃烧噪声增加，因此，供油提前角应针对具体的柴油机综合考虑各项指标选取适当值。

三、工程应用价值与专业降噪服务

1、高原环境降噪设计的关键启示

      本研究明确揭示了涡轮增压柴油机在高原工况下的噪声特性规律，为发电机组在海拔2000米以上地区的选型与降噪设计提供了量化依据。对于高原应用场景，建议：

（1）功率匹配：按海拔修正系数重新核算机组功率，避免因功率恢复导致噪声超标。

（2）结构优化：针对缸盖1200~1500Hz频段辐射噪声，通过增加加强筋、粘贴阻尼材料或优化缸盖铸造工艺降低峰值。

（3）供油策略：在满足动力性前提下，适当减小供油提前角以降低燃烧噪声，但需通过台架试验确定最优值。

2、降噪方案定制服务

      基于本研究积累的噪声测试与分析方法，康柴公司为发电机组用户提供以下专业技术支持：

（1）机组噪声实测评估：采用表面声压级法或声强法，对用户现有机组进行全工况噪声频谱分析，精准识别主要噪声源及其频段。

（2）降噪方案设计：针对进排气噪声、燃烧噪声、机械噪声分别制定治理措施，包括消音器选型、隔音罩优化、缸盖结构改进等。

（3）高原适应性改造：为高原地区运行机组提供涡轮匹配优化、供油提前角重新标定、散热系统升级等一体化改造方案。

（4）验收测试服务：改造完成后，按国标进行噪声复测，出具第三方认可的测试报告，确保治理效果达标。

3、高品质降噪组件供应

      康柴公司提供经实测验证的降噪配套产品：

（1）高效消音器：针对500~700Hz频段优化的阻抗复合式消音器，插入损失≥20dB。

（2）阻尼复合板：用于缸盖、油底壳等辐射面，有效降低高频结构噪声。

（3）隔音罩系统：模块化静音罩，内置高密度吸音棉与隔声层，降噪量可达15~25dB。

立即咨询

      如果您正面临发电机组噪声超标困扰，或需要在高原等特殊环境下优化机组性能，欢迎联系康柴公司的技术团队。康柴公司可为您提供专业噪声测试、降噪方案设计及效果验收一站式服务，助力您的设备满足环保法规、提升运行品质。

总结：

康柴公司在本项研究通过严谨的测试与分析，明确了海拔、转速和喷油提前角对柴油机表面辐射噪声的影响规律，为柴油发电机组在复杂环境下的降噪设计提供了科学依据。核心结论包括：高转速下噪声与转速呈线性关系、低转速下高原噪声突出、增压技术在不同工况下降噪效果差异显著、供油提前角存在最优区间。研究成果不仅提升了机组的环境适应性，也为高性能低噪声发电产品的开发奠定了技术基础。未来结合结构优化与智能控制，将进一步提升康明斯发电机组在高端市场的竞争力。