工程機械內燃機減噪降溫設計淺議
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摘要：內燃機被廣泛地應用于工程機械當中，該設備可將定量的熱能轉化為動能，達到供應能量的目的。但是，內燃機使用過程中也存在裝置過熱、振動頻率過高的問題，降低了內燃機的運行效果，也減少了內燃機的使用壽命。因此，工作人員應當落實減噪降溫設計要點，通過合理、有效的方式對溫度、振動頻率進行控制，有利于提高內燃機的工作效率?；诖?，文章就工程機械內燃機減噪降溫設計措施進行了探討。
關鍵詞：工程機械；內燃機；減噪降溫；設計；節(jié)能
0引言
內燃機減噪降溫設計的原則是依據(jù)工程現(xiàn)場的作業(yè)情況展開探討，在不斷改進、不斷優(yōu)化的過程中提升減噪降溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由此可見，為提升內燃機的使用效率，需要工作人員鞏固機械裝置內部溫度的平衡性，保障工程機械穩(wěn)定性，以便控制內燃機的能量支出。另外，工程人員也需落實可持續(xù)發(fā)展及節(jié)能的管理措施，這對于提升工程的經(jīng)濟效益是有利的。
1工程機械內燃機的工作原理
內燃機可在自動化、智能化的控制和運轉過程中將氣缸內的能量進行循環(huán)、轉化，促使氣缸內可在進氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣等操作。因此，內燃機可將指定的能量輸送至指定區(qū)域，在曲軸、活塞的支持下提高作業(yè)的穩(wěn)定性。另外，內燃機具有高熱效率、低體積、機動性強和轉速快的優(yōu)勢，故需要工作人員盡可能控制內燃機工作所造成的噪音和高溫不利影響，提升內燃機的工作效率[1]。
2造成內燃機傳熱及振動噪聲的影響
2.1傳熱過高影響
內燃機傳熱過程中會出現(xiàn)大量的轉化，故需要工作人員秉承“節(jié)能減排”的原則，在合理運用內燃機的基礎上降低內燃機的工作能耗，有利于提高內燃機的設計質量。因此，為降低傳熱的溫度，需要將內燃機溫度鞏固在額定指標內，有利于提高整體機組的運行效率。第一，當內燃機運行一段時間后，需要在關鍵位置配置散熱器，明確低溫狀態(tài)下內燃機的散熱要點，有利于提升內燃機的裝置的功能性。第二，確定設計的溫度指標，依據(jù)數(shù)值方陣對內燃機的傳熱效果進行評估，有利于控制內燃機傳熱異常方面的問題。為此，工作人員應當融合流固耦合技術于傳熱控制中，在計算有限元數(shù)據(jù)的基礎上建立傳熱模型，方便在離散控制的基礎上得到準確、科學、可靠的計算結果，進而彌補內燃機設計方面的安全隱患及缺陷因素[2]?？傊?，將傳熱所得到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)籌、整合與分析，評估內燃機噪聲、振動方面的不利影響，可為降低內燃機噪聲、振動方面隱患提供有效的技術、數(shù)據(jù)支持，消除內燃機溫度升高異常方面的隱患。
2.2振動噪聲影響
內燃機熱量轉移期間會出現(xiàn)大量的噪聲，故解決噪聲對內燃機機組的不利影響，可提高整體機組的工作效率。因此，工作人員應當全面了解噪聲控制的要點及要求，在分析噪聲控制需求的過程中展開必要、全面的控制，快速識別噪聲的來源并給予規(guī)范性處理，達到降噪的目的。其中，可利用表面振動的模式快速捕捉噪聲的敷設指標，進而提高信息整合效率。另外，信息獲取過程中，工作人員也需要考慮熱量的傳遞問題以及機械元件、軸承之間的潤滑問題，以期為后期降噪、降溫系統(tǒng)的設計提供技術支持。例如可在關鍵區(qū)域加設阻尼材料，同時給予不規(guī)則力矩及耦合強迫振動模型的設計支持，達到基礎降噪的目的。
3內燃機過熱問題的控制要點
為了控制內燃機的振動及溫度增長異常方面的問題，需要設立系統(tǒng)的過熱控制處理模型，并以此進行規(guī)范、合理、科學的設計分析，有利于減少內燃機過熱故障方面的安全隱患問題。其中，內燃機過熱極其容易致使裝置出現(xiàn)卡死、融化、變形等現(xiàn)象，若長期沒有給予必要的處理，會增加裝置的燃油油耗參數(shù)。因此，工作人員應當明確內燃機負荷的產(chǎn)生原因，在重要區(qū)域配置冷卻系統(tǒng)，方便工作人員快速發(fā)現(xiàn)故障的形成原因及處理要求。例如裝置的水平位置相對降低，則表示冷卻水的含量不足，故需在短時間內快速補充水分，可解決該問題的影響。若冷卻系統(tǒng)存在滲漏現(xiàn)象時，工作人員應當快速定位滲漏的具體位置，利用信息化技術進行定位，方便進行進一步處理。最后，工作人員還應當準確探尋不同裝置、系統(tǒng)過熱的誘發(fā)原因，分析散熱器、柴油機、排氣裝置的故障影響，給予有效的處理支持，再使用規(guī)范的標準進行監(jiān)控，可方便設備趨于正常運行[3]。
4工程機械內燃機減噪降溫設計措施
4.1降溫設計措施
內燃機降溫設計前，工作人員應當明確不同故障、安全隱患的成因及直接影響，同時使用信息化技術監(jiān)控不同組件的故障情況，給予合理的處理協(xié)調，減少系統(tǒng)高溫對冷卻系統(tǒng)的危害。具體而言，應當遵循以下要點：第一，故障排查前，工作人員應當分析內燃機故障的直接影響，尤其是系統(tǒng)故障時會產(chǎn)生大量熱能，故此時容易誘發(fā)裝置過熱，激發(fā)系統(tǒng)運行隱患。因此，工作人員應當側重監(jiān)控系統(tǒng)卡死的原因，了解內燃機長時間運行過程中過載現(xiàn)象的成因，設立有效的標準進行故障排查。其中，應當采用信息化技術分析內燃機故障的隱患及維修方式，待明確故障后設立規(guī)范的維修、處理措施。第二，維修工作進行中，應當結合相關評判標準分析故障的情況，在重要區(qū)域設立短接回路，綜合性探討內部線路的走向、配置及電能供應問題，同時對開關、啟動裝置進行驗收分析，合理排查不同端口、階段的數(shù)據(jù)指標，方便工作人員總結維修的邏輯及方式。在控制電路故障的排查、控制過程中，應當對接線端口的起點、終點線路的輸入及輸出參數(shù)指標進行測試，逐一排查內燃機溫度的恢復效果，以便快速解決內燃機的故障問題。從綜合的角度來講，短時間內將內燃機的溫度控制在常規(guī)狀態(tài)下，可快速處理過熱故障隱患。在內燃機系統(tǒng)后期的核查分析中，若系統(tǒng)存在滲漏情況時，工作人員應當利用自動化系統(tǒng)科學評估水泵、冷卻裝置的工作狀態(tài)，給予高效、穩(wěn)定的分析管理，方便技術人員快速定位并處理發(fā)熱的原因，以期提高內燃機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第三，冷卻系統(tǒng)改造前，工作人員應當分析冷卻系統(tǒng)的具體位置，在創(chuàng)造穩(wěn)定系統(tǒng)運行條件的基礎上提高內燃機的工作效率，有利于提高整體裝置的使用周期。其中，應當注意以下要點：應當重視內燃機材料的選擇，重視冷凍裝置材料的優(yōu)化，比如可選擇碳素鋼材料進行加固，進而提高改造設計的合理性。在裝置排氣功能測試中，應當使用內外扣錐面接觸開關進行優(yōu)化，進而提高系統(tǒng)的工作效率。在此過程中，內外扣錐面接觸開關投入前，應當分析材料的型號、使用環(huán)境及數(shù)量，利用科學的評估標準分析水冷卻法的應用情況，方便在系統(tǒng)運行前獲取更多的熱量。值得注意的是，長時間運行的內燃機的傳熱效率需要在穩(wěn)定、持續(xù)控制進行投入管理，消除熱量傳導不足而降低內燃機工作效率方面的問題。最后，冷卻系統(tǒng)的熱量指標應當控制為原基礎的80%，可促使內燃機始終處于最佳的運行狀態(tài)。為此，工作人員應當將內燃機內部的溫度控制在90℃左右，可提高內燃機的運行效率。同時，進入管口的水體溫度應當固定在80℃。一旦整體水溫在70℃內時，應當及時對入水口進行加溫，同時運用自動控制的方式在關鍵區(qū)域的水泵進行管理，可穩(wěn)定內燃機的運行效率[4]。
4.2減噪設計措施
內燃機噪音是象征內燃機運行隱患的具體表現(xiàn)，為了做好噪音的預測管理，需要工作人員建立穩(wěn)定、科學的減噪設計措施，促使內燃機趨于高效化運行。具體而言，應當注意以下管理要點：第一，內燃機噪聲故障排查中，應當在關鍵區(qū)域配置前置性裝置，促使內燃機內部的噪聲污染得到處理。在此過程中，應當結合降低噪音的法律法規(guī)，明確噪音的位置就不利影響，在降噪源頭、音量的基礎上進行優(yōu)化，尤其是要降低齒輪運行方面的誤差問題，有利于提高和齒輪彈性剛度參數(shù)。第二，工作人員應當利用自動化技術預測噪音的大小，分析造成噪音的產(chǎn)生機制，給予科學、合理、規(guī)范的處理，在聲學理論的基礎上分析內燃機噪音的特點，有利于提升降噪處理的合理性。內燃機燃燒控制中，工作人員應當建立科學的處理模型，分析不同振動、噪音的傳遞函數(shù)及特征值，方便在規(guī)定區(qū)域內快速預測圖紙的細節(jié)，進而提高設計圖紙的質量。此外，運用信息化技術對噪聲的結構進行評估，探討評估結果及其影響構件，提高內燃機噪音控制的科學性。所以，工作人員應當探討噪音的形成原因，利用規(guī)范、有效的工藝材料及高科技術進行加固處理，比如可使用記憶合金、壓電涂層材料進行鑄造協(xié)調，以便在提高設備鑄造強度的過程中降低噪音對內燃機工作的不利影響。通過控制重要機組的噪音，積極落實節(jié)能減排技術，控制不同元件的噪音問題，有利于限制噪音對整體機組運行的消極影響[5]。
5結束語
綜上所述，工程機械內燃機使用過程會出現(xiàn)較大的功能損耗，故需要工作人員在關鍵區(qū)域建立減噪、降溫設計模型，對比出不同區(qū)域裝置、元件的運行情況，給予必要的優(yōu)化與提升，以期提升內燃機的工作效率。另外，現(xiàn)代內燃機節(jié)能減噪處理中，工作人員也需要統(tǒng)籌常見問題的處理計劃及模式，有利于全面降低內燃機機組的能耗參數(shù)。
參考文獻：
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[3]宋元全，郭蕾，王僉.內燃機車車體關鍵技術研究[J].鐵道機車與動車，2020（08）：40-42，6.
[4]王立軍.內燃機機械維修中的常見問題及控制措施[J].科技風，2020（21）：110.
[5]張華斌.現(xiàn)代內燃機技術探析[J].內燃機與配件，2019（14）：71-72.
作者:趙婧 單位:山東勝豐檢測科技有限公司
