发电机双层介质隔声的原理

 

 

 

摘要：单层隔声结构的隔声量会随面密度的增加而提高，但大幅度增加面密度，既不经济，隔声量的提高也有限。人们在实践中发现，发电机有空气夹层的双层隔声结构，比同样质量的单层结构隔声量要提高许多。

 

1．隔声原理

图1  发电机双层介质的隔声

 

设两层介质彼此平行，相距为D，在空气中无限延伸如图1所示，声波自左向右垂直射向介质，则在介质后存在的各列平面波为

 

由于作用于同一层介质两侧的声压不相等，将使介质层产生运动，在x＝0处介质产生的运动为

                (1-1)

又根据法向速度连续条件有

                    (1-2)

由于v_x是简谐变化的，，将此式和式（1-1）代入式（1-2）得

     (1-3)

类似地讨论x＝D处b介质的运动，可得

       (1-4)

联立式  (1-3)和式 (1-4)，得到入射波与透射声波声压之比为

 

双层介质的隔声量为

 

 

2．工程实际应用

在实际工程设计中，双层隔声结构的声量可用如下经验公式计算。

当m₁＋m₁≤100（kg/㎡）时，有

TL＝13.51g(m₁＋m₂)＋13＋ΔTL (dB)                      (1-5)

 当m₁＋m₂＞100（kg/㎡）时，有

TL＝181g(m₁＋m₂)＋8＋ΔTL (dB)                      (1-6)

式中 m₁，m₂——分别为双层结构的面密度，kg/㎡；

ΔTL——附加隔声量，dB。

由图2可见，当中间空气层的厚度D小于10cm时，双层结构带来的附加隔声量ΔTL与D成正比；当D超过10cm时，ΔTL的值增加缓慢。因此在工程中，空气层厚度一般取5～10cm。如果双层结构中间的空气层填充吸声材料，可以减弱结构振动传声，使隔声量提高，但应注意不可使双层介质有刚性接触，以免由于振动的传递而使夹层的空气或吸声材料失去作用。

图2 双层结构的附加隔声量

 双层隔声结构也有共振和吻合效应的不利影响，其共振频率为

 

或

 

式中 ρ——空气密度，kg/m³；

c——空气中的声速，m/s；

D——空气层厚度，cm；

m₁，m₂——各结构的面密度，kg/㎡。

只有当入射波的频率大于√2f_共时，双层结构的隔声性能才显示出它的优越性。土建中由砖、混凝土等材料构成的双层隔声结构，其共振频率一般不超过15Hz，对隔声影响不大。但对一些轻质结构如薄钢板、纤维板等做成的双层结构，其共振频率出现在125～250Hz之间，通常采用增加层间距离D、增加质量和贴涂阻尼材料等措施来降低其共振频率，提高隔声效果。

另外，孔和缝隙对构件的隔声量影响也很大。如孔隙面积占整个面积1％时，该结构的隔声量不会超过20dB；当孔隙面积占1/10时，隔声量不会高于10dB。孔洞对隔声的影响主要在高频段。随着孔洞的加大，高频隔声量继续下降，同时向中、低频方向扩展，而缝隙对隔声量的影响比孔洞更为严重。因此，为达到隔声的目的，应设法填塞隔声结构中的一切孔、缝，如通风孔、电缆孔等。

 

康明斯产品性能特点：
结构紧凑的柴油发电机组
皮带传动系统：带有自动张紧机构，使皮带免于保护
连杆：锻造连杆具有最大的结构强度
曲轴：经感应淬火锻造而成的钢制曲轴具有最大的强度和多次重磨能力
缸体：新型高强度设计使缸体的刚度提高32％，具有极高的耐久性
缸套：荣获专利的中止口设计使缸套具有最大的刚度，提高了活塞环的寿命
燃油系统：采用Bosch优质直列柱塞或转子高压油泵和喷油器，具有更高的燃油经济性
涡轮增压器：全部采用Holset增压器，HX40型带整体式废气旁通阀，进一步改善低速反应及动力性
活塞：铝合金活塞镶有两道耐蚀高镍铸铁环槽，提高了活塞和活塞环使用寿命，阳极化处理的活塞顶也有助于提高其耐久性
机油滤清器：组合式全流和旁通弗列加品牌，滤清效果近乎完美，提高了总机耐久性