工程机械内燃机减噪降温设计探讨

李健

摘要：相对于一个工业经济来说，内燃机是汽车和工程机械的主要动力来源，内燃机的温度过高或者是在运行的过程中噪音过大，这样都会对运行产生影响，对于这两个问题，可能产生的原因有很多，所以需要进行具体的设计以用来提高内燃机的使用寿命，需要不断提高生产内燃机的质量，这将对于我国工业经济发展有着很大一部分的提升。这篇文章主要是论述了内燃机存在问题以及震动噪音问题，并对于目前这个情况，分别提出具体的噪音控制技术，以及温度过高控制技术。

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.

关键词：内燃机;降噪降温;工程机械

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

中图分类号：TK401                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）01-0124-02

0  引言

对于目前这个时代来说，内燃机已经遍布于我们国家各个地区，而与之相匹配的减噪降温系统，也呈现出较好的发展势头，但需要指出的是，在使用内燃机时，还应结合现实及具体情况，持续改进与优化。减噪降温系统是整个内燃机当中的关键构成，其在实际应用中，具有多种优点与作用，比如能够保持温度的始终平衡，以及减震、降噪等，因而能够为工程机械效率的提升提供切实保障。因此，应在对内燃机系统进行持续改进的前提下，不断更新与优化技术，使系统始终保持稳定、安全且高效的运行状态，这样才是我们国家工业经济发展的有利因素。

1  关于内燃机发热以及振动噪音问题发展的情况

1.1 传热过高问题

当国家相继推出各种节能减排政策之后，内燃机的工作任务发生了改变，已从之前的稳定、高效运行，转变为降低能耗，从根本上来分析，即为内燃机需在尽量较短的时间内，维持在设定好的运行温度区间内，并且还需要能够为内燃机运行时的合理、有效降温提供切实保障，最终确保整个系统的稳定、高效运行状态。与前者相比较，可以达到降能目的，而对于后者，可以保障高质量的运行效率，这些对于内燃機而言，都是其中的关键环节。需说明的是，当内燃机长时间处于运行状态时，其温度会有大幅升高，针对此状况，需确保内燃机始终维持高质量的工作状态，而要想实现此点，需进行与之配套的散热系统的合理化设计。但当内燃机处于低温运行或者高温运行状态时，其会产生不同的能量，如果运行于低温环境下，那么其会有较低的效率，因此，不仅要设计散热功能，而且还应根据现实需要，安装能够对温度进行优化的设备。

当前，在设计方法上，最为常用的是数值方阵，其可以较好的将内燃机内部传热工程中过高温度的问题给解决掉;另外，针对流固耦合技术而言，其同样是一种较先进且实用化程度高的限元计算法，其能够建立模型，然后与离散方法相结合，最终便可获得准确结果。需指出的是，围绕传热问题所获得的各种数据，有助于内燃机降噪、减震问题的解决。

1.2 对于振动噪音问题分析

为了能够从根本上将内燃机过大噪音的问题给有效解决掉。对于这些问题而言，都是国家当前比较关心的热点问题，而且还为此提出了许多处理方法，但伴随当今科学技术水平的不断提升，还需围绕噪音问题，开展系统化、整体性的控制与优化，促进控制效果的提升，最终达到降噪目的。针对内燃机噪音控制技术来分析，可将其分成两部分，其一为噪音源识别，其二是噪音降低。在实际操作中，可采取表面的震动方式，以此对声辐射进行捕捉，从中获取各种有用且准确的数据，为系统运行时的有效降噪、降温提供数据支持。

2  关于内燃机温度过高问题控制技术设计

2.1 及时的排除故障

通过上述内燃机所突出表现的问题，对于内燃机的运行情况有了一定的了解。基于此，本文剖析了内燃机所存在的过热问题及具体的控制技术设计思路。内燃机如果内部温度过高，它将会带来很大的危害，如说拉缸、卡死等故障，甚至还可能导致内燃机油耗增加，输出的功率较低等故障发生。当前，许多因素均可造成内燃机存在过高的温度，如长时间处于过载运行状态、负荷过大等。内燃机车电力维修最主要的维修方法是排除法，首先需要对故障出现的现象进行全面的研究与分析。了解故障发生的大概位置，进行充分了解后，下一步就是维修工作开展下一步维修，工作时要进行具体的判断，将控制电路主线路的故障判断出精准判断故障的问题，最后，对连接内线路的配置进行认真的分析，注意验收启动系统，从系统节电对具体情况进行排查，这是关键的一个过程。并且对具体的参数数据与相关的范围的框架进行细致的分析，在维修电路系统时，检修人员如果不了解其中的逻辑关系，应该对其进行控制电路的故障排查，连接线路终端进行，将开展维修工作的切入点，并向着另一端的控制线路进行层层深入的排查。就这样会影响到透平间的环境温度。针对内燃机来讲，若其在较短时间可以恢复至原先正常状态，那么证实此问题已得到不错解决，若再次启动内燃机并又有过热情况出现，这就说明内燃机系统出现了渗漏问题，需要准确的确定渗漏的位置，开展深层化、全面化分析处理。然后需要分别对水泵、散热器的当前工作状态进行详细检查，使其始终保持稳定且高效的运行状态。最后需要对其它环节进行检查，将其中引起发热的原因给找出来。如排气阀门、燃烧室柴油机等方面故障这些看似小的因素都可能会导致内燃机发热过高的原因。

2.2 冷却系统改造优化设计

针对内燃机系统来分析，其最根本性的任务即为确保内燃机在合适温度环境下工作，为相关零部件的高效化工作，营造一个良好的工作环境，以此促进其使用寿命的提升。针对铸造材料的工厂来讲，在选择材料时，可选传统的碳素钢材料，这能够较好的规避遇冷冻裂的状况发生，而且还可根据现实需要，对排气阀实施全面化或有针对性的改造，以此促进工作效率的提高，以及排气性能的提升。比如可以根据实际需要，将原先的球形尼龙接口进行替换，改成更加适用于系统运行需要的内外扣锥面接触开闭阀，这样就可以更加提高软件系统的工作效率。

当前，许多内燃机均用的是水冷冷却法，其在运行过程中，能够将大量热量带走（通常为650千瓦），是在这个基础上还是不够的，对于内燃机冷却系统还需要进一步降低20～25%以上的热量。从数据统计得知，当内燃机处于实际运行状态时，需将其内部温度控制在85～95℃之间，这个温度下的内燃机工作效率才是最高的。所以说进水口的温度应该需要控制在80℃左右。如果水温<70℃，那么针对此时的一號温控阀而言，会将副阀门以一种自动的方式来开启，向水泵不断引入高温水，然后借助水泵，向内燃机不断的输送。另需指出的是，若水温>80℃，那么针对此时的二号温控阀来讲，也会随之而自启，把已经高温处理的水输送至主换热器。

总之，无论是进水温度，还是进水流量，做好其控制工作均十分重要，针对进水口的温度来讲，若<40℃，易增加机油的黏度，降低气缸运行过程中的润滑性能，这种对于内燃机的部件造成其他的损坏，那可能导致内燃机停止运转。冷却系统中的水温临界点在80℃左右。需强调的是，通过合理化、高效化设置恒温系统，可以较好规避水温过低这一情况，并且借助于恒温系统，还能为内燃机运行的稳定性、可靠性提供切实保障。

3  内燃机噪音问题的控制技术设计

3.1 及时排除故障

需说明的是，若想更加高效且全面的消除噪音所造成的污染，需基于相关噪音法律法规的前提下，持续优化原有的噪音消除或控制方法;针对当前较常用的降噪方法而言，主要有两种形式，其一为降噪噪音源。其二是限制噪源。当前，德、美等国的一些汽车品牌便运用的是中心编制方式。在内燃机当中，针对齿轮所产生的噪音而言，可根据现实需要，通过降低齿轮误差以及对齿轮弹性刚度进行有效控制等方式来达到控噪的目的。

3.2 噪音预测技术的设计

根据前文所提及的内容，想要更加有效的控制噪音问题，就需要对内燃机噪音的机制进行全面的研究和控制。基于内燃机的燃烧与声学理论层面来考量，尽可能建立一个能够分析内燃机噪音及特征情况的分析模型，并从中获取各种振动传递函数。而在设计时，可根据图纸来合理化、高质量的预测结构，并开展全面且详细的噪声评价，以及对相关零部件进行优化，以此达到控噪目的。此外，还可根据现实需要，将一些先进工艺或者高科技材料引入其中，减小体积，减轻体重，以及选用复合声学材料来实现降噪，比如形状记忆合金、压电涂层等。当前，国家越发重视噪声污染管控工作，因此，针对内燃机而言，可采用先进的降温系统，并基于此，采用扭矩减震器将内燃机运作过程中所产生的冲击力给消除掉。

4  结束语

综合全文来说，我们对内燃机的工作复杂环境程度不断加深，传统的减噪降温系统已无法从根本上解决当前的温度及噪音问题。当前，要想设计一套完备且全新的降噪降温系统，有着比较大的难度，而改进现有的降噪降温系统，却是可行的方案，通过优化设计来达到控制温度流量的目的，将震动、散热等问题给有效解决掉，可以为内燃机运行安全及高效运行提供切实方便。

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