汽车发动机噪声源的分析与控制
汽车车身噪声与振动控制技术
汽车车身噪声与振动控制技术汽车在行驶过程中会产生各种各样的噪声和振动，这些噪声和振动不仅会影响驾驶者的舒适性，还有可能导致车辆的损坏以及对周围环境造成污染。
因此，控制汽车车身噪声和振动成为了汽车制造商和工程师们的重要任务之一。
随着科技的进步，汽车车身噪声与振动控制技术也得到了长足的发展。
1. 汽车噪声和振动的来源在了解和掌握噪声和振动控制技术之前，我们首先需要了解噪声和振动的来源。
汽车车身噪声和振动主要来自于以下几个方面：1.1 发动机噪声和振动：汽车的发动机是噪声和振动产生的主要源头之一。
机械运转和爆炸过程会产生很大的噪声和振动。
1.2 路面噪声和振动：汽车在行驶过程中，轮胎和地面的摩擦会产生噪声和振动。
1.3 车辆空气动力学噪声和振动：汽车在高速行驶时，车身与空气的相互作用也会产生噪声和振动。
1.4 车辆骨架噪声和振动：车辆的车架、车身等部件之间的连接和振动也会引起噪声和振动。
2. 噪声和振动控制技术为了降低汽车车身噪声和振动，汽车制造商采用了许多控制技术。
以下是一些常见的噪声和振动控制技术：2.1 降噪材料的应用：制造商在汽车的车身、座椅和地毯等区域采用吸音材料和隔音材料，以吸收和隔离噪声。
2.2 噪声和振动的隔离：通过改善车辆的悬挂系统和减震系统，阻止噪音和振动传递到车身。
2.3 发动机和排气系统的优化：优化发动机和排气系统的设计，减少机械运转和爆炸过程中产生的噪声和振动。
2.4 车身结构的优化：改善车身结构和连接方式，降低车辆骨架噪声和振动。
3. 新技术在噪声和振动控制方面的应用随着科技的不断发展，还有一些新的技术在汽车车身噪声和振动控制方面得到了应用。
3.1 主动噪声和振动控制技术：该技术使用传感器和控制器，对车辆的噪声和振动进行实时监测和控制，以达到降低噪声和振动的效果。
3.2 振动能量回收技术：该技术利用车辆行驶时产生的振动能量，将其转化为电能并储存起来，从而减少能量浪费和噪声产生。
汽车发动机噪声产生的原因及控制对策研究
汽车发动机噪声产生的原因及控制对策研究发动机噪声就是指直接从发动机机体及其主要附件向空间传出的声音,这种噪声随发动机机型和转速等情况的不同而不同。
一、汽车发动机噪声产生的原因分析(一)发动机气缸内的气体燃烧会产生燃烧噪声。
汽车发动机气缸内周期变化的气体压力发生相互作用后就会产生燃烧噪声,气体燃烧的方式和燃烧的速度决定了燃烧噪声的大小。
在汽油发动机中如果发生爆燃或其他不正常燃烧时就会产生较大的燃烧噪声,而如果在柴油发动机燃烧室内气压上升过快,引起发动机各部件振动也会产生噪声。
但是通常来说,柴油发动机机噪声比汽油发动机的噪声要大很多。
(二)汽车发动机机械本身运动产生机械噪声。
机械噪声主要是由于发动机的各运动件之间以及运动件与固定件之间周期性变化而产生的,主要有活塞敲击噪声和气门机械噪声等几大类。
首先是活塞敲击噪声。
汽车发动机运转时,活塞在不停的上下止横向移动形成活塞对缸壁的不断敲击,这个敲击声就是活塞敲击噪声。
其次是传动齿轮噪声。
汽车发动机传动齿轮的噪声是发动机内部的齿轮啮合过程中齿与齿之间的撞击和摩擦产生的。
再次就是曲轴的扭转振动也会破坏齿轮的正常啮合而产生出机械噪声。
最后是配气机构噪声。
汽车发动机的配气机构中零件众多,众多的零件在运动中很容易会引起振动和噪声,包括气门和气门座的撞击,由气门间隙引起的传动撞击和高速时气门不规则运动引起的机械噪声。
(一)对发动机气缸内的气体燃烧产生的燃烧噪声的控制对策。
一是采用隔热活塞装置以便能有效提高燃烧室壁温度,有效缩短滞燃期,从而降低燃烧噪声。
二是通过提高压缩比和采用废气再循环技术可大大降低柴油发动机的燃烧噪声。
三是可以采用双弹簧喷油阀实现预喷功能,也就是说将原需要一个循环一次喷完的燃油分两次来喷,这样可大大减少滞燃期内积聚的可燃混合气数量,有效抑制空气和燃料混合气的形成,从而可以有效抑制燃烧噪声。
四是采用增压措施。
如果是柴油发动机,在增压后可以有效改善混合气的着火条件,可以使着火延迟期缩短,从而使柴发动机油机运转平稳,最终实现噪声降低的目的。
汽车噪声分析与降噪措施及噪声测量方法
压 柴 油机 的进 气 噪声 仅 次于 排气 噪 声 ，而增 压柴 油机 的进气 噪 声往 往 是最 强 的噪 声源 。进 气 噪声 的主 要来
源 ：空气在 进 气管 的压力 脉动 ；空气 以高速流 经进 气 门流通 截 面 时形成 涡 流 ，产 生高 频 噪声 ， 由于进 气流 通 截面 是变 化 的 ，这 种涡 流 噪声 便具 有一 定 宽度 的频 率 分布 ；气 缸 内气 体 的动 力振 动 ，气 门落 座 声 以及 进 气 管 的振动 等 。
茎鲞 窒
Ｄｅ ｅｌ ｎｇ ｅｓ ａｒ ｈ ｖ ｏｐｉ Ｒ ｅ ｃ
汽 车噪声分析 与降噪措施及 噪声测量方法
张 式 杰
（ 西重型 汽车 有 限公 司，陕 西 西 安 ７０ ０ ） 陕 １２０
摘
要 ：随着汽 车工业 和城 市交 通 的发展 ，城 市汽车拥 有 量 日益增加 。据 国外 资料 统计 ，机动 车辆 所
ｉ ｎ ｅ ｓ ｎ ｉｌ ｙｔ ｅ ｕ ｅｔ ｅｕ ｂ ｍｂ ｅ ｔｎ ｉｅ ｓａ ｓｅ ｔ ａ ｗａ ｏｒ ｄ ｃ ｒ ａ ａ ｉｎ ｏ ｓ ． ｈ ｎ Ｏｕ ｏ ａ ａ ｐ ｌｅ ｉｅ ｒ ｄ ｃｉｎ ｍｅ ｓ ｒ ｓｔ ｅ ｃ ｒ ｏ ｍｅ ｔｔ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｔ ｆｔ ｅ ｎ ｉｅ ｌｍｉ． ｅ ｅ ｒｃ ｍｐ ｎｙ ｈ ｓａ ｐ ｉｄ ｎｏｓ ｅ ｕ ｔｏ ａ ｕ ｅ ｏ ｎ ｗ ａ ｓｔ ｅ ｈ ｅ ｕｒ ｍｅ ｓｏ ｏ ｓ ｉ ｔ Ｔｈ ｓ ｈ ｍｅ ｓ ｅ ａ ｅ ｓ ａ ｅ ｎ ｔａｅ ｏ ｄ ｅ ｅ ｔ ａ ｕ ｓｈ ｖ ｏ ｆｒｄ ｍｏ ｓｒ ｔ ｄａ ｇ ｏ ｆ ｃ．Ｔｈ ｓｐａ ｅ ａｙ ｅ ｈｅｎ ｉｅｏ ｔｒｖ ｈｉｌｓ ａ ｅ ｃ ｉｅ ｅ ｒ ｉ ｐ ｒａ ｌｚ ｓｔ ｏ ｓ ｆｍｏ ｏ ｅ ｃｅ ， ｎｄ ｄ ｓ ｒｂ ｓｔ ｎ ｈ
车辆噪声的测量、评价、控制以及噪声源的识别
车辆噪声的测量、评价、控制以及噪声源的识别1车外噪声源影响车外噪声的主要有发动机噪声、冷却噪声、排气噪声、轮胎辐射噪声和排气系统的再生辐射噪声以及其他机械噪声。
这些噪声一般在中高频范围内，由于车外噪声直接构成了对周围环境的污染排放，因此各国都有严格的限值和测试方法。
2车外噪声的测量和评价A、加速行驶车外噪声测量及评价：加速行驶车外噪声是对于整车噪声水平等综合评价，是汽车认证最重要的指标之一。
各国的认证标准对测量方法的规定基本相同(包括刚刚颁布我国标准GB1495-2002)，由于各国发展水平不同因此限制有一定的差异(比如：GB1495-2002对于轿车的限值要比欧洲大3dB(A))。
目前最具先进性而且被广泛采用的要属欧共体51号法规(ECE Reg. No. 51)。
测量方法和相应的限值。
值得说明的是：法规只是国家或地区间总体水平等体现，汽车企业为了保持产品的领先地位，往往有更为严格的公司内部限值，作为产品开发的目标。
B、汽车定置噪声测量：它实际上是整车无负荷状态下对发动机和排气噪声的评价，一般作为对车外噪声评价的补充，其方法和限值标准也是作为车外加速噪声测量标准的附件。
3车外NVH噪声的控制车外噪声的控制主要是对于噪声源的控制，有效的降低各声源的噪声是保证整车噪声的唯一和根本途径。
降噪是一项费时且投入很高的工作，因此必须首先正确识别影响整车噪声的主要声源。
常用的方法是噪声分解，在整车级分解方法是通过工况排除，系统(或部件)排除和包裹法。
其目的是为了把某一声源从总的噪声中分离出去。
在噪声的振动控制中，进行噪声源进行识别是重要的工作内容之一。
它为噪声的控制提供了基础，决定着噪声控制所努力的方向。
因此，国际上对噪声源识别方法的研究随着科学技术的发展不断深入。
A.传统的噪声源识别方法主观评价法: 近场测量法、选择运行法、铅覆盖法、表面振动速度(加速度)法、频率分析法B.利用现代信号处理技术进行噪声源识别：相干诊断方法、分布噪声源的相干诊断方法、噪声源的层次诊断法、倒频谱法、自回归谱法、.表面声强法、声强法、自适应除噪技术(ANC)C.利用现代图象识别技术进行振动噪声测量：全息摄影技术、电图象干涉测量车外噪声控制的最重要得组成部分是发动机噪声的控制，发动机是汽车的主要噪声源，因此降低发动机的噪声是降低整车噪声的主要措施。
发动机试验室噪声控制设计
发动机试验室噪声控制目 录一、 发动机试验噪声特性二、 噪声标准三、 试验室噪声控制3.1 隔声措施3.1.1 隔声构件的选用原则如下：3.1.2 组合墙隔声计算公式3.2吸声措施3.2.1 吸声提高隔声量3.2.2 吸声降低混响声3.2.3 吸声提高语言清晰度四、发动机试验室噪声设计要点发动机试验室噪声控制一、发动机试验噪声特性汽车发动机试验台工作环境噪声较大，其试验噪声主要来自发动机试验噪声以及辅助设备噪声，辅助设备噪声来自于进、排风机、冷风机、水泵、测功机等，辅助设备噪声一般为80dB左右。
而试验室主要的噪声源为发动机试验噪声。
发动机试验噪声主要来自发动机进排气系统和发动机缸体振动所引起的声辐射，在试验时，发动机试验噪声级平均在88～95dB左右。
在高转速试验工况下，发动机试验噪声可以高达95～120dB。
一般来说，发动机试验噪声随着发动机曲轴转速由低速到高速而迅速提升，转速每提高1000r/min，发动机噪声将大幅度地增加12～18dB，而发动机在增加负荷时，其噪声级也会递增6～8dB。
发动机试验噪声，加上辅助设备产生的噪声，构成发动机试验台噪声，在没有降噪措施的简易发动机试验台，其发动机试验间和控制室的噪声情况详见下表所示。
表l试验间内噪音(dB)控制室内噪音(dB) 发动机转速(r/min)5000121934500120924000113903500100883000958025008570200078681500756810007067二、噪声标准根据国家《工业企业设计卫生标准》 (GBZ1-2002)第5.2.3.5条规定“工作场所操作人员每天连续接触噪声8小时，噪声声级卫生限值为：85dB(A)。
对于操作人员每天接触噪声不足8小时的场合，可根据实际接触噪声的时间，按接触时间减半，噪声声级卫生限值增加3dB(A)的原则，确定其噪声声级限值(详见下表)。
但是最高不得超过115dB(A)。
汽车发动机的燃烧噪声与振动控制
汽车发动机的燃烧噪声与振动控制在现代社会，汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而，汽车的发动机燃烧噪声和振动给人们的驾驶体验带来了一定的困扰。
为了提高汽车的舒适性和安静性，对汽车发动机的燃烧噪声和振动进行控制是至关重要的。
本文将从发动机噪声和振动的原因入手，探讨一些常见的噪声和振动控制技术。
一、噪声的来源和控制1.1 燃烧噪声燃烧噪声指的是发动机在燃烧过程中产生的噪声。
这种噪声主要源于燃烧室内的高温高压气体和燃油的燃烧不完全。
燃烧噪声可以通过以下控制手段来减少：（1）改善燃烧室设计：优化燃烧室结构和燃烧室内的气流分布，提高燃烧效率，减少噪声的产生。
（2）提高燃油的喷射技术：采用先进的燃油喷射技术，如直接喷射和多点喷射等，可以使燃油燃烧更充分，减少噪声的产生。
（3）降低排气温度：通过增加散热器的面积和改进冷却系统，有效降低排气温度，减少噪声的散发。
1.2 机械噪声机械噪声是指发动机内部机械零部件运动时产生的噪声。
这种噪声的主要来源有曲轴、连杆、凸轮轴等部件的运动和摩擦声。
机械噪声可以通过以下控制手段来减少：（1）优化零部件的材料和制造工艺：选择高强度、低噪声的材料，并采用精密加工工艺，降低摩擦噪声。
（2）加装隔音材料：在发动机的关键部位加装隔音材料，如凸轮轴盖、曲轴箱等，有效降低机械噪声。
（3）减震措施：采用减震器和隔振装置，减少机械振动，进而降低机械噪声。
二、振动的来源和控制2.1 内燃机的振动内燃机的振动主要来自于排气脉动和不平衡力。
由于内燃机的工作过程是不连续的，燃烧的脉动力会给发动机带来一定的振动。
此外，由于内燃机各零部件的质量分布和工作时的力分布不均匀，也会导致发动机的振动。
内燃机的振动可以通过以下控制手段来减少：（1）改善配气系统：通过优化进气和排气系统的设计，使排气脉动减小，有助于降低内燃机的振动。
（2）平衡旋转部件：对内燃机旋转部件进行平衡处理，减少不平衡力，降低振动的产生。
小议汽车污染途径及控制措施
小议汽车污染途径及控制措施摘要：本文主要介绍了汽车的各种污染途径，并对汽车污染提出了相应的改善措施。
关键词：汽车、污染噪声、控制措施随着社会的发展，汽车已成为现代社会中不可缺少的交通工具，它给我们带来了很多方便之处，但是我们在享受汽车带给我们便利之处的同时，也要留意它带给我们的麻烦。
汽车排放尾气造成的大气污染、汽车鸣笛造成的噪声污染都严重影响到了人们的正常的生活，如何防治汽车污染这个问题，是目前比较棘手的问题。
一、汽车污染的几个主要途径汽车污染途径主要包括汽车的内部污染、噪声污染、尾气污染。
内部污染主要指汽车装饰污染。
噪声污染包括：发动机噪声、底盘噪声、电器设备噪声、车身噪声。
汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。
1.汽车的噪声污染汽车噪声源大致可分为发动机噪声与整车噪声。
发动机噪声与发动机转速有关，而整车噪声与车速有关。
与发动机转速有关的噪声源主要有进气噪声、排气噪声、风扇噪声和发动机表面辐射噪声，以及由发动机带动旋转的各种发动机附件的噪声。
与车速有关的噪声包括传动噪声、轮胎噪声、车体产生的空气动力噪声等。
汽车发动机噪声发动机及动力总成噪声是汽车的主要噪声源之一。
为了降低汽车噪声，首先应控制发动机及动力总成噪声。
通常发动机及动力总成噪声可以分为两大类：空气动力噪声和表面振动结构噪声。
2.汽车的尾气污染汽车尾气排放污染汽车尾气的主要污染物是：汽油（一氧化碳）。
吸入过量的一氧化碳会使人发生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。
研究表明，人对一氧化碳的承受能力相当高，一个健康的人能短时间承受血液中含量为 20%～40%的一氧化碳的侵袭。
虽然对人体无副作用的一氧化碳阈值尚未确定，但长期吸收一氧化碳对城市居民身体健康是一个潜在威胁。
与此同时，汽车所排放的另外两种污染物氮氧化物nox、碳氢化物hc也对人类的身体健康构成了很严重的威胁。
二、控制汽车污染的未来发展之道1.开发新的代替燃料[1-4]近年来随着城市环境问题与全球环境问题的日益突出，替代燃料又作为解决城市环境问题与减排温室气体的一种重要措施而受到广泛的重视。
车辆噪声实验分析报告
车辆噪声实验分析报告摘要：本次实验旨在分析不同车辆行驶过程中产生的噪声，并对其进行评估和分析。
实验结果显示，车辆噪声主要来源于发动机、排气尾管、轮胎与路面的摩擦以及车辆的风阻等。
通过分析不同车型、不同行驶速度和路面状况下的噪声变化，我们发现车辆的噪声水平受多种因素影响，包括车辆技术水平、行驶速度以及道路状况等。
本实验对于深入了解车辆噪声的特点、影响因素以及可能的降噪措施具有一定的参考价值。
1. 引言车辆噪声是城市环境中主要的环境噪声来源之一，对人们的身心健康和生活质量产生重要影响。
车辆噪声不仅引起人员的焦躁和疲劳，还对居民的睡眠质量产生不良影响。
因此，对车辆噪声的控制和降低非常重要。
2. 实验设计与方法2.1 实验装置本次实验采用了声学测量系统来测量车辆噪声。
该系统由一台声级计、一台频谱仪和多个微型麦克风组成。
2.2 实验参数我们选择了不同品牌和型号的小型轿车作为实验样本，对它们在不同速度和不同路面状况下的噪声进行采集和分析。
3. 实验结果与分析3.1 噪声来源分析根据实验结果，我们可以确定车辆噪声主要来源于发动机、排气尾管、轮胎与路面的摩擦以及车辆的风阻等。
发动机噪声是由于燃烧产生的气体爆炸过程所引起的。
排气尾管噪声是发动机排气过程中产生的高频噪声。
轮胎与路面的摩擦噪声主要是由于汽车行驶时轮胎与路面之间的相互作用所产生的。
3.2 噪声水平变化分析通过对不同车型、不同行驶速度和路面状况下的噪声进行分析，我们发现车辆的噪声水平受多种因素影响。
不同车型的噪声水平存在差异，一般来说豪华车辆的噪声较低，而老旧车辆的噪声较高。
行驶速度越高，车辆在空气中的运动产生的噪声越大。
此外，道路状况也对车辆噪声有影响，坑洼不平的路面会引起更多的振动和噪声。
3.3 降噪措施探讨根据实验结果，我们可以采取以下措施来降低车辆噪声水平。
首先，提高车辆的技术水平，改善发动机和排气系统的设计，减少噪声的产生。
其次，改进轮胎的设计和材料，降低轮胎与路面的摩擦噪声。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
噪声的关键是控制燃烧压力的升高率。因此, 对于柴油机而言, 降低燃烧噪声的一般方法 可有以下几个方面:
a. 适当提高压缩比; 适当延迟喷油提前 角, 使用高十六烷值的燃料。这类措施可用于 缩短着火延迟期。
b. 减小初期的燃料喷射率, 利用进气涡 流减少着火前的可燃混合气量。
c. 采用废气涡轮增压进气, 使进气温度 和进气压力提高, 缩短着火延迟期。
发动机是多声源的复杂动力机械, 发动
机的噪声源主要由直接向大气辐射的空气动 力噪声和通过发动机表面向外辐射的表面噪 声两大类组成。 将发动机的主要噪声源分类 如图 1。
2 发动机各主要噪声源理论分析及控 制措施
发动机结构表面的辐射噪声, 发生机制 和通道比较复杂, 研究降噪措施时, 必须作出 充分的分析, 以使降噪效果得到充分显示。 2. 1 发动机燃烧噪声及其控制
内燃机 1999 年第 6 期
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
·43·
环保节能
声。 同样, 对四缸柴油机在 1400r m in 时, 活 塞中心向主推力面偏移 2mm 的试验结果表 明, 总的敲击次数减少, 1000H z 以上的高频 噪声明显降低, 最大降低值约为 6dB (A )。除 上述方法以外, 减小活塞与气缸间的间隙, 也 可以减小活塞对缸壁的敲击力及缸套的振 动, 在保证全负荷不咬缸的条件下, 应尽量减 小活塞的配缸间隙。 当柴油机配缸间隙减小 到0. 05～ 0. 1mm 时, 敲击噪声有可能减小 3dB (A ) 左右, 因此, 可采用合理的活塞结构 或用膨胀系数小的材料等方法来达到减小间 隙的目的。 2. 2. 2 配气机构噪声
5 汽油机油和柴油机油的互相代用
有的驾驶员认为, 汽油机油和柴油机油 都是内燃机油, 二者可以相互代用, 因而将两 种机油互相混用, 这是一种错误的作法。将汽 油机油用在柴油机上是很难满足柴油机的使 用要求的, 容易损坏发动机。柴油机油用在汽
油机上虽然不会像汽油机油用于柴油机那样 快出问题, 但效果不好, 这是因为中高档汽油 机油的重要性能之一是要控制低温油泥的生 成, 而中高档柴油机油的重要性能之一是要 具有很好的高温抗氧化性, 以适应柴油机不 同工作条件的要求。两种润滑油互相取代时, 均不能满足被取代油品的特性要求, 因此, 二 者最好不要代用。
当然, 以上措施应与发动机的动力性、排 放等方面综合进行考虑。 2. 2 发动机机械噪声及其控制
机械噪声是发动机工作时各运动件之间 及各运动件与固定件之间周期性变化的机械 作用力的作用所引起的, 它与激发力的大小 和发动机结构的动态特性等因素有关。 主要 包括活塞敲击噪声、齿轮机构噪声、配气机构 噪声、高压油泵噪声、轴承噪声、不平衡惯性 引起的机体振动和噪声等。 在燃气和空气动 力性噪声得到有效控制之后, 高速运转时的 机械噪声常常是发动机主要的噪声源。 2. 2. 1 活塞敲击噪声
活塞对气缸壁的敲击发生在上止点和下 止点附近, 在压缩上止点附近的敲击最为严 重, 其敲击强度主要取决于气缸内的最大爆 发压力和活塞与缸套之间的间隙。 在大功率 柴油机上, 活塞对缸套的敲击力甚至高达数 千吨, 能激发出很强的噪声。另外在冷车启动 以及怠速工况下, 活塞和缸壁的间隙较大, 这 种敲击噪声也相当突出。 从四缸柴油机在 1400r m in 时的试验数据中知, 其最大冲击 力在 3000N 以上。 试验表明, 除上下止点附 近外, 敲击还发生在其他位置上, 这主要是由 于活塞绕活塞销的摇摆、活塞与缸壁的摩擦、 活塞的变形和缸套振动等因素所引起的, 但 量级相对较小。实践表明, 将活塞销孔中心适 当向主推力面偏移, 可以降低活塞的敲击噪
环保节能
汽车发动机噪声源的分析与控制
湖北汽车工业学院 牟向东
摘 要 论述发动机噪声的鉴别分析技术和各种控制措 施, 为发动机噪声的降噪工作提供了有益的参考。 关键词: 噪声源 分析技术 降噪
1 概述
发动机噪声是汽车噪声的主要噪声源, 是应当首先进行控制的噪声。 日本大型汽车 发动机噪声已降到仅占车外总噪声的 30% , 大大超过了我国目前的水平。为此, 应以开展 发动机噪声源的降噪试验研究为主攻目标, 以求尽快降低汽车的总噪声, 把我国汽车噪 声指标提高到世界先进水平。
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
环保节能
直
空接 气向
进气噪声
动大 排气噪声
力气 噪辐
风扇噪声
声射
发 动 机 噪 声
由 发 表动 面机 噪表 声面
机 械 噪 声
配气机构声 正时齿轮、链条声 燃料喷射系统噪声 活塞敲击噪声 不平衡力和力矩引起
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
环保节能
过气门、气门座等处发出的涡流声; 由于边界 层气流扰动发生的噪声; 排气出口喷流噪声。 在对多缸柴油机噪声的频谱分析中发现, 低 频处有一明显的噪声峰值, 这个噪声是基频 噪声, 这是由于柴油机每一缸的排气门开启 时, 气缸内燃气突然以高速喷出, 气流冲击到 排气门后面的气体上, 使其产生压力巨变而 形成压力波, 从而激发出噪声。由于各气缸排 气是在指定的相位上周期性进行的, 因而这 是一种周期性的噪声。为降低排气噪声, 发动 机都采用排气消声器, 一般常用的消声器有 阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合型消声 器三大类。除上述排气噪声外, 在解决排气噪 声时采用的消声器壳体常常因振动而产生很 强的再生噪声, 在一定的条件下这种再生噪 声也可以成为主要噪声源。 为了抑制这种再 生噪声, 必须对消声器壳体的动态特性进行 分析研究, 了解其在不同频率时对宽带激振 力的响应模式。一般来说, 提高壳体的刚度不 能很好地解决这种再生噪声, 因为壳体的各 阶固有频率分布在很宽的频率范围内, 所以 增加壳体刚度只能提高固有频率的频域, 对 这种广谱激励造成的共振很难奏效, 一般可 选择附加阻尼来控制共振振幅。 2. 3. 3 风扇噪声及其控制
状态, 称为“飞脱”现象, 有时又会出现“反弹” 现 象, 这种“飞脱”、“反弹”形成撞击, 相应的 噪声出现峰值。 一般转速越高,“飞脱”和“反 弹”现象越严重。控制配气机构的噪声可以从 以下几方面采取措施:
a. 选用性能优良的凸轮线形, 保证发动 机充气性能, 加速度曲线平滑和配气机构动 态特性良好。
发动机进气噪声主要是进气时管内压力 波动产生的基频噪声及其各次谐波噪声; 其 次, 是气流以高速流经气阀通道截面时产生 的宽带涡流噪声。当柴油机采用增压以后, 进 气噪声会明显增加, 这是由于高速旋转的气 压机进气噪声替代了气阀启闭所形成的噪 声, 而气压机形成强度很高的高频叶片噪声 和涡流噪声, 进气噪声随着转速的增加而迅 速上升, 控制进气噪声的主要手段是采用进 气消声器。目前, 装用了空气滤清器的多数发 动机的进气噪声都有大幅度衰减 。一般它是 非主要噪声源, 但当发动机其他噪声源得到 进一步控制之后, 进气噪声可能会成为主要 噪声源。 2. 3. 2 发动机排气噪声产生机理及噪声成 分
发动机排气开始时, 燃气温度约为 800 ～ 1000℃, 压力约为 0. 4～ 0. 5M Pa。 当发动 机排气门打开出现缝隙时, 废气以脉冲的形 式从缝隙中冲出, 形成能量很高、频谱很复杂 的噪声。根据排气过程中噪声的机理, 排气噪 声有以下几种成分: 排气压力脉动声; 气流通
·44·
内燃机 1999 年第 6 期
间 机体的振动和噪声
接
辐 射
燃 烧
正常燃烧噪声
噪 声
异常燃烧噪声
图 1 发动机的主要噪声源分类图
地位, 而在高转速时, 由于机械结构的冲击振 动, 因而使机械噪声上升到主导地位。实际上 很难将燃烧噪声和机械噪声区分开, 因为它 们之间有着密切的联系, 燃烧噪声的大小对 机械噪声有影响, 严格地说, 机械噪声也是发 动机气缸内燃料燃烧间接激发的噪声。 为了 研究方便, 具体地说, 当发动机工作时, 燃烧 室在极短时间内发生高温高压的燃烧, 急速 地放出能量, 这种急剧的压力升高激发起发 动机结构振动, 通过活塞、连杆、主轴承传至 机体, 再通过气缸盖等引起发动机结构表面 振动, 从而辐射出噪声, 即为燃烧噪声。 很明 显, 气缸压力是燃烧噪声的强制力, 燃烧噪声 与气缸压力有函数关系。此外, 还与发动机结 构的动刚度、发动机表面的声辐射效应以及 周围空气的传递特性有关。同汽油机相比, 柴 油机的燃烧噪声更加突出, 从柴油机燃烧过 程中燃烧噪声产生的机理可得以论证。 由于 气缸压力和噪声都是周期现象, 气缸压力的 频率成分支配燃烧噪声的频率成分, 而将气 缸压力与燃烧噪声都进行傅里叶分析可以了 解到, 燃烧噪声声级与气缸压力级有明显的 依赖关系是在较高的频段。很显然, 降低燃烧
四行程发动机都采用气门—凸轮式配气 机构, 这种机构包括凸轮轴、挺柱、挺杆、摇 臂、气门等, 零件多、刚度差是配气机构的特 点, 因而易激发振动和噪声。凸轮和挺杆之间 摩擦发生的振动; 发动机在不同温度下工作, 零件不同的伸缩在配气机构传动链中的间 隙; 凸轮打开气门时, 气门的速度短时间上升 产生的撞击; 气门落座时, 由于弹簧作用产生 的撞击, 气门尾杆端部与气门密封面的撞击 等; 都是噪声的激励源。 实验表明, 配气机构 的噪声在发动机低速运转和高速运转时产生 的原因不完全一样。 发动机低速时的噪声主 要是由气门开关的撞击以及从动件和凸轮顶 部的摩擦振动所产生的, 当发动机转速增加 时, 这部分噪声会减小。因为这种噪声和润滑 油膜有关, 当温度升高, 润滑油粘度减小, 油 膜变薄易产生摩擦振动。 在同样的温度条件 下, 转速大, 油膜变厚, 因而发动机高速运转 时, 这种噪声就不是很突出。 发动机高速时, 配气机构的噪声主要是由于气门不规则运动 所引起的, 配气机构是一种弹性系统, 并且由 于零部件的惯性作用, 在高速运转时气门的 升程、速度, 特别是加速度运动曲线会产生 “失真”, 即会出现不按凸轮轨迹的规律运动 的现象。 有时会产生凸轮与气门摇臂无接触