（1. 海軍裝備部駐上海地區(qū)第一軍事代表室，上海 202150；2. 上海船舶設備研究所，上海 200030）

朱 泳1，張 權2，趙宸翦2

0 引言

船用柴油發(fā)電機組作為現(xiàn)代船舶主要發(fā)電設備之一，被廣泛應用于不同類型船舶。隨著科學技術的不斷發(fā)展，相關企業(yè)對柴油發(fā)電機組振動噪聲的要求不斷提高。除滿足自身的發(fā)電功能外，還應考慮低排放、低噪聲等多方面影響因素，以滿足現(xiàn)代社會對柴油發(fā)電機組的更高要求。

柴油機作為原動機，受技術手段和工藝水平等限制，降低自身的振動、噪聲相對比較困難。為了降低柴油發(fā)電機組的輻射振動、噪聲，對機組加裝消聲器、減振器和隔聲罩等方式已成為現(xiàn)代最主要的被動控制振動、噪聲的手段。在柴油發(fā)電機組的應用過程中，難免會由于不同的故障、外部因素等，影響柴油發(fā)電機組自身的振動、噪聲指標。

本文結合某船用柴油發(fā)電機組項目的實際運用情況，通過對振動測點、振動結果等影響分析，確定振動超標原因。通過對影響柴油發(fā)電機組振動超標故障問題進行整改及振動復測，解決振動測試異常情況，使得振動指標有效降低，滿足振動指標要求[1-2]。

1 振動測試結果

1.1 振動測試與分析

某柴油發(fā)電機組進行減振器下振動測試時出現(xiàn)振動異常情況，振動測點示意圖見圖1。

圖1 振動測試示意圖

測試結果顯示6 300 Hz頻率下出現(xiàn)異常，振動幅值明顯高于其他頻率，超出限制線要求，具體測試結果見圖2。

圖2 減振器下振動測試結果

為了確定故障原因，對柴油機、發(fā)電機出廠數(shù)據(jù)進行檢查，未見振動數(shù)據(jù)異常。對機組對中數(shù)據(jù)進行復測檢查，滿足安裝要求。對機組減振器上振動進行測試，具體數(shù)據(jù)見圖3，振動結果未見異常。

圖3 減振器上振動測試結果

1.2 空氣噪聲測試與分析

通過對振動數(shù)據(jù)及噪聲情況分析，發(fā)現(xiàn)機組噪聲數(shù)據(jù)在6 300 Hz下存在較大情況。將振動傳感器懸空放置在場地，其測試結果出現(xiàn)6 300 Hz振動異常情況，具體測試結果見圖4。

圖4 振動、噪聲測試結果

由圖4可知，對與懸空放置的傳感器其振動數(shù)據(jù)在6 300 Hz下仍相對較大，同時與噪聲數(shù)據(jù)頻段一致。因此，可初步判斷振動異常應為聲振耦合所致[3-4]。

1.3 噪聲與振動信號相干性驗證

為了進一步驗證振動異常問題與噪聲之間關系，對振動、噪聲之間相干性進行分析。

相干函數(shù)為0～1的實數(shù)，相干系數(shù)不同，代表相干程度不同，二者關系見表1[5-7]。

表1 相關程度表

將聲音信號與振動信號進行相干分析，具體結果如圖5所示。由圖5可知，噪聲與振動的頻率在6 300 Hz以下時，相關系數(shù)達到0.8以上。由此可確定，聲振耦合為振動異常的主要原因。

圖5 振動與噪聲相干關系

2 故障處理

通過場地配置分析發(fā)現(xiàn)，柴油發(fā)電機組為室內進氣，具體見圖6，通過噪聲摸底，確定該位置6 300 Hz噪聲幅值最大。由此可見，6 300 Hz頻率下的噪聲主要是由進氣所致，對進行結構進行改造后即可解決聲振耦合問題[7]。

圖6 場地進氣情況

對場地進氣形式進行整改，由室內進氣改為室外進氣的形式，并對進氣、排氣結構進行包覆處理，具體結果見圖7。

圖7 場地進氣改造后

經過場地整改后，對機組減振器下振動數(shù)據(jù)進行重新測量，測試結果見圖8所示。由圖8可知，經過場地改造后，6 300 Hz振動數(shù)據(jù)明顯降低，滿足幅值要求。

圖8 整改后測試結果

3 結論

本文通過對某船用柴油發(fā)電機組項目在振動測試時出現(xiàn)振動異常情況分析，確定聲振耦合為振動測試異常情況。通過對場地進氣結構進行改進，消除噪聲源干擾，最終達到指標要求。聲振耦合問題的研究及工程問題處理，不僅可以為同類產品設計提供借鑒經驗，同時可為耦合研究方向發(fā)展提供理論支撐。