旋流消音器对农用柴油机尾气降噪及净化影响

摘要

单缸四冲程农用柴油机具有结构简单、价格低廉、对操作环境的适应性强以及皮实耐用、维修费用低等特点，在农村地区被广泛使用。但其使用过程中产生的高分贝噪声和浓黑的尾气对环境造成了严重的危害，由于关注度不高及低成本控制，至今仍没有对农用柴油机的尾气噪声和污染问题可同时抑制的消音器。因此，本文就农用柴油机尾气降噪和净化问题进行研究，设计出集尾气降噪和净化于一体的旋流式消音器。具体实验及结果如下:
　　本文以175型号单缸四冲程农用柴油机为具体研究对象，以低噪声、高捕集效率为出发点，提出降噪和净化性能于一体的理论方案，设计并加工出一套低成本、结构简单且便捷拆装的旋流式消音器。
　　通过搭建旋流式消音器实验台架，详细考察其在发动机负荷特性下的声压、烟度、尾气排出量和油耗率等数据，在柴油机发动机各项性能均不受影响的条件下，无消音器、原消音器和旋流式消音器的平均声压值分别为97.40dB、92.25dB和76.84dB，旋流式消音器与原消音器相比，排气噪声平均降低15.41dB，同比降低15％～20％;无消音器、原消音器和旋流式消音器的排气烟度分别为29.71％、28.81％和12.68％，旋流式消音器与原消音器相比，排气烟度平均降低16.13％;各实验十分钟平均尾气排出量分别为2.20g、2.13g和1.01g，旋流式消音器比原消音器的平均尾气捕集率高55.58％，低转速条件下高达80.36％。从而验证了设计方案的可行性，说明旋流式消音器是集尾气降噪与净化于一体的消音器。
　　结合旋流式消音器的结构，设计出另外三种结构的旋流式消音器。在发动机转速为2400r/min时，对农用柴油机的尾气声压和烟度进行了测试，测试结果如下:三种新型结构的旋流式消音器a、b、c的平均声压值分别为85.77 dB、90.49 dB和89.88 dB，与原消音器相比，排气噪声平均降低分别为8.97 dB、4.25 dB和4.86 dB，同比降低9.47％、4.49％和5.13％;三种新型结构的旋流式消音器a、b、c的平均排气烟度分别为23.30％、26.05％和25.06％;各实验十分钟平均尾气排出量分别为1.11g、1.63g和1.43g，三种新型旋流式消音器分别比原消音器的平均尾气捕集率高50.61％，25.86％和35.71％。说明三种新型旋流式消音器均能同时对农用柴油机进行尾气降噪和净化，但尾气降噪和净化效果没有原旋流式消音器好。

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摘要

图目录

表目录

引言

1 文献综述

1．1 研究背景及意义

1．2 农用柴油机噪声简述

1．2．1 农用柴油机噪声危害

1．2．2 农用柴油机噪声的分类

1．2．3 农用柴油机噪声的控制方法

1．2．4 声级计

1．3 农用柴油机尾气简述

1．3．1 农用柴油机尾气的成分及危害

1．3．2 农用柴油机尾气的控制方法

1．3．3 烟度计

1．4 单缸四冲程农用柴油机简介

1．4．1 基本结构及工作原理

1．4．2 基本参数

1．4．3 主要噪声源

1．4．4 主要尾气源

1．5 消音器的研发现状

1．5．1 消音器结构的研究

1．5．2 原排气消音器简介

1．6 本文主要研究内容

1．6．1 研究内容

1．6．2 解决的主要技术问题

1．6．3 预期研发成果

1．7 本章小结

2 旋流式消音器的结构设计

2．1 设计背景

2．2 设计理论

2．3 排气消音器设计原则

2．4 旋流式消音器结构的设计

2．4．1 旋流式消音器的设计原理

2．4．2 旋流式消音器的设计方案

2．5 其它几种旋流式消音器结构

2．5．1 旋流式消音器a

2．5．2 旋流式消音器b

2．5．3 旋流式消音器c

2．6 本章小结

3 排气消音器性能的评价指标

3．1 噪声评价

3．1．1 A声级及其他计权声压级

3．1．2 等效噪声级

3．1．3 噪声评价参数

3．1．4 噪声污染级

3．2 排气消音器的空气动力性能的评价指标

3．3 排气消音器的声学性能的评价指标

3．3．1 传递损失

3．3．2 插入损失

3．3．3 声压级差值

3．4 排气消音器机械性能的指标

3．5 本章小结

4 实验研究

4．1 实验目的

4．2 实验原理

4．3 实验装置及构成

4．3．1 实验装置搭建

4．3．2 实验步骤

4．3．3 实验数据采集与处理

4．4 实验研究

4．4．1 噪声分析

4．4．2 尾气分析

4．4．3 油耗率分析

4．4．4 频谱分析

4．4．5 综合分析

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 全文总结

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果