工程機械內燃機減噪降溫設計探討

李健

摘要：相對于一個工業經濟來說，內燃機是汽車和工程機械的主要動力來源，內燃機的溫度過高或者是在運行的過程中噪音過大，這樣都會對運行產生影響，對于這兩個問題，可能產生的原因有很多，所以需要進行具體的設計以用來提高內燃機的使用壽命，需要不斷提高生產內燃機的質量，這將對于我國工業經濟發展有著很大一部分的提升。這篇文章主要是論述了內燃機存在問題以及震動噪音問題，并對于目前這個情況，分別提出具體的噪音控制技術，以及溫度過高控制技術。

Abstract： Compared with an industrial economy， the internal combustion engine is the main source of power for automobiles and construction machinery. The temperature of the internal combustion engine is too high or the noise is too loud during operation， which will affect the operation. For these two problems， There are many possible reasons， so specific designs are needed to improve the service life of internal combustion engines， and the quality of internal combustion engines needs to be continuously improved. This will greatly improve the development of my country's industrial economy. This article mainly discusses the problems of internal combustion engine and vibration noise. For the current situation， specific noise control technology and high temperature control technology are respectively proposed.

關鍵詞：內燃機;降噪降溫;工程機械

Key words： internal combustion engine;noise reduction and temperature reduction;engineering machinery

中圖分類號：TK401? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）01-0124-02

0? 引言

對于目前這個時代來說，內燃機已經遍布于我們國家各個地區，而與之相匹配的減噪降溫系統，也呈現出較好的發展勢頭，但需要指出的是，在使用內燃機時，還應結合現實及具體情況，持續改進與優化。減噪降溫系統是整個內燃機當中的關鍵構成，其在實際應用中，具有多種優點與作用，比如能夠保持溫度的始終平衡，以及減震、降噪等，因而能夠為工程機械效率的提升提供切實保障。因此，應在對內燃機系統進行持續改進的前提下，不斷更新與優化技術，使系統始終保持穩定、安全且高效的運行狀態，這樣才是我們國家工業經濟發展的有利因素。

1? 關于內燃機發熱以及振動噪音問題發展的情況

1.1 傳熱過高問題

當國家相繼推出各種節能減排政策之后，內燃機的工作任務發生了改變，已從之前的穩定、高效運行，轉變為降低能耗，從根本上來分析，即為內燃機需在盡量較短的時間內，維持在設定好的運行溫度區間內，并且還需要能夠為內燃機運行時的合理、有效降溫提供切實保障，最終確保整個系統的穩定、高效運行狀態。與前者相比較，可以達到降能目的，而對于后者，可以保障高質量的運行效率，這些對于內燃機而言，都是其中的關鍵環節。需說明的是，當內燃機長時間處于運行狀態時，其溫度會有大幅升高，針對此狀況，需確保內燃機始終維持高質量的工作狀態，而要想實現此點，需進行與之配套的散熱系統的合理化設計。但當內燃機處于低溫運行或者高溫運行狀態時，其會產生不同的能量，如果運行于低溫環境下，那么其會有較低的效率，因此，不僅要設計散熱功能，而且還應根據現實需要，安裝能夠對溫度進行優化的設備。

當前，在設計方法上，最為常用的是數值方陣，其可以較好的將內燃機內部傳熱工程中過高溫度的問題給解決掉;另外，針對流固耦合技術而言，其同樣是一種較先進且實用化程度高的限元計算法，其能夠建立模型，然后與離散方法相結合，最終便可獲得準確結果。需指出的是，圍繞傳熱問題所獲得的各種數據，有助于內燃機降噪、減震問題的解決。

1.2 對于振動噪音問題分析

為了能夠從根本上將內燃機過大噪音的問題給有效解決掉。對于這些問題而言，都是國家當前比較關心的熱點問題，而且還為此提出了許多處理方法，但伴隨當今科學技術水平的不斷提升，還需圍繞噪音問題，開展系統化、整體性的控制與優化，促進控制效果的提升，最終達到降噪目的。針對內燃機噪音控制技術來分析，可將其分成兩部分，其一為噪音源識別，其二是噪音降低。在實際操作中，可采取表面的震動方式，以此對聲輻射進行捕捉，從中獲取各種有用且準確的數據，為系統運行時的有效降噪、降溫提供數據支持。

2? 關于內燃機溫度過高問題控制技術設計

2.1 及時的排除故障

通過上述內燃機所突出表現的問題，對于內燃機的運行情況有了一定的了解。基于此，本文剖析了內燃機所存在的過熱問題及具體的控制技術設計思路。內燃機如果內部溫度過高，它將會帶來很大的危害，如說拉缸、卡死等故障，甚至還可能導致內燃機油耗增加，輸出的功率較低等故障發生。當前，許多因素均可造成內燃機存在過高的溫度，如長時間處于過載運行狀態、負荷過大等。內燃機車電力維修最主要的維修方法是排除法，首先需要對故障出現的現象進行全面的研究與分析。了解故障發生的大概位置，進行充分了解后，下一步就是維修工作開展下一步維修，工作時要進行具體的判斷，將控制電路主線路的故障判斷出精準判斷故障的問題，最后，對連接內線路的配置進行認真的分析，注意驗收啟動系統，從系統節電對具體情況進行排查，這是關鍵的一個過程。并且對具體的參數數據與相關的范圍的框架進行細致的分析，在維修電路系統時，檢修人員如果不了解其中的邏輯關系，應該對其進行控制電路的故障排查，連接線路終端進行，將開展維修工作的切入點，并向著另一端的控制線路進行層層深入的排查。就這樣會影響到透平間的環境溫度。針對內燃機來講，若其在較短時間可以恢復至原先正常狀態，那么證實此問題已得到不錯解決，若再次啟動內燃機并又有過熱情況出現，這就說明內燃機系統出現了滲漏問題，需要準確的確定滲漏的位置，開展深層化、全面化分析處理。然后需要分別對水泵、散熱器的當前工作狀態進行詳細檢查，使其始終保持穩定且高效的運行狀態。最后需要對其它環節進行檢查，將其中引起發熱的原因給找出來。如排氣閥門、燃燒室柴油機等方面故障這些看似小的因素都可能會導致內燃機發熱過高的原因。

2.2 冷卻系統改造優化設計

針對內燃機系統來分析，其最根本性的任務即為確保內燃機在合適溫度環境下工作，為相關零部件的高效化工作，營造一個良好的工作環境，以此促進其使用壽命的提升。針對鑄造材料的工廠來講，在選擇材料時，可選傳統的碳素鋼材料，這能夠較好的規避遇冷凍裂的狀況發生，而且還可根據現實需要，對排氣閥實施全面化或有針對性的改造，以此促進工作效率的提高，以及排氣性能的提升。比如可以根據實際需要，將原先的球形尼龍接口進行替換，改成更加適用于系統運行需要的內外扣錐面接觸開閉閥，這樣就可以更加提高軟件系統的工作效率。

當前，許多內燃機均用的是水冷冷卻法，其在運行過程中，能夠將大量熱量帶走（通常為650千瓦），是在這個基礎上還是不夠的，對于內燃機冷卻系統還需要進一步降低20～25%以上的熱量。從數據統計得知，當內燃機處于實際運行狀態時，需將其內部溫度控制在85～95℃之間，這個溫度下的內燃機工作效率才是最高的。所以說進水口的溫度應該需要控制在80℃左右。如果水溫<70℃，那么針對此時的一號溫控閥而言，會將副閥門以一種自動的方式來開啟，向水泵不斷引入高溫水，然后借助水泵，向內燃機不斷的輸送。另需指出的是，若水溫>80℃，那么針對此時的二號溫控閥來講，也會隨之而自啟，把已經高溫處理的水輸送至主換熱器。

總之，無論是進水溫度，還是進水流量，做好其控制工作均十分重要，針對進水口的溫度來講，若<40℃，易增加機油的黏度，降低氣缸運行過程中的潤滑性能，這種對于內燃機的部件造成其他的損壞，那可能導致內燃機停止運轉。冷卻系統中的水溫臨界點在80℃左右。需強調的是，通過合理化、高效化設置恒溫系統，可以較好規避水溫過低這一情況，并且借助于恒溫系統，還能為內燃機運行的穩定性、可靠性提供切實保障。

3? 內燃機噪音問題的控制技術設計

3.1 及時排除故障

需說明的是，若想更加高效且全面的消除噪音所造成的污染，需基于相關噪音法律法規的前提下，持續優化原有的噪音消除或控制方法;針對當前較常用的降噪方法而言，主要有兩種形式，其一為降噪噪音源。其二是限制噪源。當前，德、美等國的一些汽車品牌便運用的是中心編制方式。在內燃機當中，針對齒輪所產生的噪音而言，可根據現實需要，通過降低齒輪誤差以及對齒輪彈性剛度進行有效控制等方式來達到控噪的目的。

3.2 噪音預測技術的設計

根據前文所提及的內容，想要更加有效的控制噪音問題，就需要對內燃機噪音的機制進行全面的研究和控制。基于內燃機的燃燒與聲學理論層面來考量，盡可能建立一個能夠分析內燃機噪音及特征情況的分析模型，并從中獲取各種振動傳遞函數。而在設計時，可根據圖紙來合理化、高質量的預測結構，并開展全面且詳細的噪聲評價，以及對相關零部件進行優化，以此達到控噪目的。此外，還可根據現實需要，將一些先進工藝或者高科技材料引入其中，減小體積，減輕體重，以及選用復合聲學材料來實現降噪，比如形狀記憶合金、壓電涂層等。當前，國家越發重視噪聲污染管控工作，因此，針對內燃機而言，可采用先進的降溫系統，并基于此，采用扭矩減震器將內燃機運作過程中所產生的沖擊力給消除掉。

4? 結束語

綜合全文來說，我們對內燃機的工作復雜環境程度不斷加深，傳統的減噪降溫系統已無法從根本上解決當前的溫度及噪音問題。當前，要想設計一套完備且全新的降噪降溫系統，有著比較大的難度，而改進現有的降噪降溫系統，卻是可行的方案，通過優化設計來達到控制溫度流量的目的，將震動、散熱等問題給有效解決掉，可以為內燃機運行安全及高效運行提供切實方便。

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