发动机的振动噪声

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飞机发动机振动与噪声的控制与减少

飞机发动机振动与噪声的控制与减少

飞机发动机振动与噪声的控制与减少飞机发动机作为飞机的心脏,发挥着至关重要的作用。

然而,随之而来的振动与噪声问题成为了航空工程中需要解决的难题。

振动和噪声不仅会影响飞机的性能和舒适度,还会对乘客和机组人员的健康产生负面影响。

因此,控制和减少飞机发动机振动与噪声是航空工程领域亟待解决的重要课题。

一、振动与噪声的来源飞机发动机振动与噪声的产生源于多个方面,主要包括以下几个方面:1. 发动机内部运转时的气流不稳定而形成气流噪声;2. 发动机旋转部件的不平衡与不对中造成机械振动;3. 燃烧和爆炸引起的振动与噪声;4. 高速喷流对周围气体的扰动所产生的噪声。

二、控制振动与噪声的技术手段为了控制和减少飞机发动机的振动与噪声,工程师们提出了以下多种技术手段:1. 结构优化:通过对发动机的结构进行合理设计和优化,减少共振现象的发生,降低结构振动和噪声的传播。

2. 加装减震器:在发动机的关键部位安装减震器,减少振动的传递,降低噪声的产生。

3. 使用新材料:研发和应用轻质、高强度的新材料,可以减轻发动机的重量,降低振动和噪声。

4. 智能控制系统:采用智能控制系统对发动机进行实时监测和调节,及时采取措施来控制振动和噪声。

三、减少振动与噪声的实际案例在实际的飞机发动机设计与制造中,已经有不少成功的案例来减少振动与噪声问题。

比如:1. 波音公司的787梦幻客机采用了全新的复合材料结构,减轻了发动机的重量,有效降低了振动和噪声;2. 空客公司的A350飞机引入了先进的涡扇发动机技术,提高了燃烧效率,降低了发动机噪声。

四、未来的发展趋势随着航空工程技术的不断进步和创新,控制和减少飞机发动机振动与噪声的技术将会不断完善。

未来的发展趋势包括:1. 智能化:智能化的控制系统将会更加精准地监测和调节发动机的振动和噪声;2. 多学科协同:航空工程、动力学、材料学等领域将会更加紧密地合作,共同解决飞机发动机振动与噪声问题;3. 绿色化:未来的发动机将会更加注重环保,减少对环境的影响,同时降低振动和噪声的产生。

风力发动机的噪声与振动控制

风力发动机的噪声与振动控制

风力发动机的噪声与振动控制风力发动机是一种利用风能转换成电能的设备,已成为可再生能源领域中的重要组成部分。

然而,风力发动机在运转过程中会产生噪声和振动,这对周围环境和人类健康都可能带来不利影响。

因此,控制风力发动机的噪声和振动是必不可少的。

风力发动机的噪声是指由叶片旋转、传动系统、塔筒振动等产生的机械噪声。

噪声的频率范围广泛,包括低频噪声和高频噪声。

低频噪声主要由叶片旋转和传动系统引起,而高频噪声主要由叶片尖锐的边缘引起。

风力发电机组的噪声传播距离远,对周围居民的生活噪声影响显著。

噪声控制的方法涉及减小噪声源强度和改善噪声的传播路径。

在设计阶段,可以采用降低风力发动机旋转速度、改善叶片轮廓设计、优化传动系统等方式来减小噪声源强度。

同时,采用降低噪声传播路径的方法,例如加装隔音罩、改善塔筒结构等,以减少噪声对周围环境的影响。

在降低风力发动机振动方面,主要涉及结构的设计和控制系统的优化。

首先,需要优化叶片的结构设计,增强叶片的刚度和抗振能力。

同时,可以采用减振器和阻尼器等装置来减小振动的幅度。

其次,通过控制系统的优化和智能控制算法的开发,可以减小风力发动机的振动。

振动控制技术的研究重点包括主动控制和被动控制。

主动控制通过采用传感器和执行器,根据实时测量的振动数据进行反馈控制,实现对振动的主动调节和控制。

被动控制则通过添加阻尼材料和减振装置等被动元件,吸收和分散振动能量来减小振动。

这些技术在风力发动机的设计和改进中起到了重要作用。

近年来,随着科学技术的进步,风力发电技术和噪声振动控制技术也得到了快速发展。

一些新颖的控制策略和材料的应用使得风力发动机的噪声和振动得到了有效控制。

另外,科学家和工程师们也在不断探索新的控制方法和材料,以进一步减小噪声和振动,提高风力发电系统的性能和可靠性。

综上所述,风力发动机的噪声和振动控制是重要的课题。

通过设计优化、控制系统的改进和新材料的应用,可以减小风力发动机的噪声和振动。

航空发动机振动噪声控制技术分析

航空发动机振动噪声控制技术分析

航空发动机振动噪声控制技术分析航空发动机是飞行器的核心部件,它产生的噪声和振动是飞机噪声污染的主要来源之一。

为解决这一问题,发动机振动噪声控制技术逐渐得到了广泛应用。

本文将从振动噪声的产生原理、现场测试方法、控制技术等方面进行分析。

一、振动噪声的产生原理发动机振动噪声产生的原理是因为旋转机件的离心力引起的振动。

在振动过程中,机件与机壳、机械叶片相互作用产生噪声。

根据振动噪声产生的不同机理,可以分为结构噪声、流体噪声、和辐射噪声三种类型。

二、现场测试方法为了精确地分析振动噪声产生的原因,需要对发动机进行现场测试。

发动机的振动特性是瞬态的,且随机性较强,因此,测试技术需要足够灵敏、具有高精度和可靠性。

目前常用的测试方法有:1.激振法测试:该方法通过在振动系统中加入激振源进行测试。

它能够准确快速地获得包括频率响应、共振频率、腔体阻尼等振动系统参数,但该方法不能测试到机件的相互影响对振动的影响。

2.激光位移法测试:该方法利用激光来测量振动系统中的位移,能够更全面、准确地获取振动信息。

但此方法需要仪器成本高、技术难度大、现场操作受到干扰等缺点。

3.频谱分析法测试:该方法采用传感器对振动信号进行采集,并通过频谱分析来推断振动源和振动特性。

虽然操作简单易行,但由于信号受到环境干扰和测量误差等因素的影响,精度较低。

以上三种测试方法各有优缺点,需要针对具体情况选择合适的测试方法。

三、控制技术针对发动机振动噪声产生的原因和现场测试结果,需要采用合适的控制技术进行控制。

现阶段主要的控制技术包括:1.结构优化控制:通过改变材料和结构、降低质量和刚度等方式来减少结构噪声的产生。

但这种方法涉及到机器设计的核心理念,受到制造成本、性能和工艺等方面的制约,效果有限。

2.降噪隔振控制:通过降噪材料和隔振系统来降低振动噪声的传递。

该方法具有工艺简单、成本低等优点,但隔振系统对工作环境要求高,而降噪材料对声学性能要求高,这对产品的性能和可靠性提出了更高的要求。

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

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。

代用燃料煤气内燃机的振动噪声控制技术

代用燃料煤气内燃机的振动噪声控制技术

代用燃料煤气内燃机的振动噪声控制技术引言:燃气发动机作为一种常见的动力装置,因其低碳、低污染的性能受到广泛应用。

然而,在使用燃气发动机过程中,振动噪声问题一直是制约其应用的主要难题之一。

本文旨在探讨代用燃料煤气内燃机的振动和噪声控制技术,希望能对燃气发动机改进和优化提供一些有益的思路。

一、振动噪声的成因分析代用燃料煤气内燃机的振动噪声主要来自以下几个方面:1. 发动机内部振动:如曲轴、连杆等部件的运动引起的振动。

2. 冷却风扇噪声:由于冷却风扇的旋转而产生的气动噪声。

3. 排气噪声:尾气排放时产生的噪声。

4. 机械传动噪声:如齿轮、链条等传动部件的噪声。

二、振动噪声的控制技术为了降低代用燃料煤气内燃机的振动噪声,我们可以采取以下几种控制技术:1. 设计优化:通过改进设计,提升发动机的结构和材料,减少振动的产生,进而降低噪声。

例如,采用减震装置和隔振材料来阻断振动传导,使用减振螺栓来减小传动系统中的振动。

2. 声学隔离:使用隔音材料和隔振装置来降低噪声的传播和辐射。

在发动机表面安装吸音材料,并在发动机底座上加装弹性支撑装置,可以有效减少噪声的传播。

3. 气动优化:通过改变发动机进气和排气系统的形状和尺寸,减少气动噪声。

合理设计曲流道和消声器,可以降低排气噪声。

4. 振动主动控制:利用主动控制技术,通过传感器检测发动机的振动状态,并通过控制器和执行器来反馈和调节发动机的振动。

这种方法可以迅速响应振动的变化,从而实现振动噪声的有效控制。

5. 振动被动控制:采用被动控制技术,通过应用质量-弹簧-阻尼系统来减震和消除振动。

这种方法通过振动吸收器和减振装置来控制发动机的振动,从而减少噪声的产生。

三、案例分析以某代用燃料煤气内燃机为例,我们可以采取以下措施来降低其振动噪声:1. 设计优化:改进发动机的结构设计,增加刚度和稳定性,减小振动的产生。

同时,采用高强度材料和减振材料来降低振动传导。

2. 声学隔离:在发动机壳体表面安装吸音材料,升级发动机底座为弹性支撑装置,减少噪声的外传和辐射。

发动机振动与噪声成因与解决方法研究

发动机振动与噪声成因与解决方法研究

Internal Combustion Engine &Parts0引言从广义角度看,汽油发动机是借助汽油这一燃料介质,在汽车行驶中将燃料的内能转化为汽车的动能。

鉴于汽油燃料本身的粘性小、蒸发快等特点,选用这一燃料能通过汽油喷射技术系统进入气缸内部,然后经过处理使其处于一定的温度和压力水平,再通过火花塞技术组件点燃,这就使气体能够进行膨胀做工。

在汽车上搭载汽油发动机,主要原因是其具有相对简单的技术结构,且造价成本相对较低、实际运行状态稳定、维修操作便捷。

目前,汽油发动机已经广泛运用到多种现代设备中,如何妥善处理发动机运行中存在的振动、噪声问题已经成为人们关注的重点。

本文正是围绕这一点,进行具体成因的探讨和分析,并提出有效的解决方法。

1汽油发动机设备振动现象与噪声现象简述1.1振动现象与噪声现象的概念从振动现象来讲,是在技术状态下运动过程,也可以看作物体往复运动。

通常,人们将振动现象判定为消极的技术因素,主要是由于其会给机械设备内部的组件带来更大的磨损、疲劳,从而导致机械设备可用寿命缩短。

但是,振动也有一定的应用价值,如振动研磨加工技术、振动消除内应力技术、振动筛选加工技术等。

对于噪声而言,物理学中将其定义为物体在无规则运动中产生的声音,这些声音往往会给人们生活、学习、生产和工作带来不良影响,甚至会在人们接收重要声音或信息时带来干扰。

1.2汽油发动机振动现象与噪声现象的主观评价对于汽车驾驶者、使用者而言,汽车发动机产生的振动和噪声与使用者的主观认知具有一定相关性。

不同驾驶者在使用汽油发动机时,往往会对设备运行带来的振动和噪声具有不同的喜好程度。

例如,部分汽油发动机使用者更倾向于运动型交通工具,追求较为激烈的驾驶行为,这些使用者期望发动机能够在运行时产生较大轰鸣声。

同时,也有汽油发动机的使用者更倾向于安静的驾驶环境,这部分使用者则希望发动机能在驾驶中产生较小的声音。

1.3汽油发动机振动现象与噪声现象的客观评价在对发动机振动和噪声进行客观分析、评价时,应当注重以下几方面:汽车行驶中底板传来的声音、车椅给人体带来的振动、汽车方向盘给驾驶人带来的振动、能够传递给乘客或驾驶人的声音、座椅轨道部件振动等。

航空器用发动机的噪声产生机制与消除技术

航空器用发动机的噪声产生机制与消除技术

航空器用发动机的噪声产生机制与消除技术航空器的发动机噪声是飞行过程中的主要噪声源之一,对飞行员和乘客的听力健康、航空器的性能和环境影响等方面都具有重要的影响。

因此,研究航空器用发动机噪声的产生机制并开发相应的消除技术变得尤为重要。

本文将介绍航空器用发动机噪声的产生机制和一些常见的消除技术。

发动机噪声的产生机制可以主要分为机械噪声和气动噪声两种。

机械噪声是由于发动机内部机械部件的摩擦、振动和冲击引起的,而气动噪声是由于发动机的进气、压缩、燃烧和排气过程中的气体流动引起的。

接下来,我们将详细探讨这两种机制。

机械噪声的主要源头包括气缸内部的活塞、连杆和曲轴等部件的振动与冲击,以及涡轮和压气机的振动与噪声引擎冷却系统也可能产生一定的噪声。

这些机械噪声主要通过发动机表面的固定点传导和辐射出来。

为减少机械噪声的产生,采用合理的机械设计和制造工艺非常重要。

例如,减震装置和隔音材料的应用可以有效地降低机械噪声。

此外,发动机的平衡和轴线的对中也是减少机械噪声的重要因素。

气动噪声是发动机进气、压缩、燃烧和排气过程中产生的噪声,主要包括进气噪声、压气机噪声、燃烧噪声和喷管噪声。

进气噪声是由于进气口和进气管道中的高速气流引起的,可以通过增加进气导流板、改变进气口形状和采用消音器等方法来减少。

压气机噪声是由于气体在压缩过程中产生的涡旋引起的,减少压气机噪声可以通过改变叶片的形状和增加缓冲层等方法来实现。

燃烧噪声是由于燃烧室内的高温和高压气体引起的,可以通过改变燃烧室的构造和燃料的喷射方式来降低。

喷管噪声是由于喷管内部高速气流的冲击引起的,可以通过改变喷管形状和加装消音器等手段来减少喷管噪声。

除了上述的机械噪声和气动噪声,还有其他一些工作过程的噪声,例如油泵和涡轮喷油嘴的噪声。

为了降低这些噪声的产生,可以采取一些相应的措施,例如使用低噪声材料和采用隔音罩等。

在消除发动机噪声方面,除了以上所提到的机械设计和制造工艺的改进外,还可以通过使用隔音材料覆盖发动机表面,增加吸音孔和吸音垫以减少噪声的反射和辐射;使用减震装置来降低噪声的传导;采用主动噪声控制技术,例如反向噪声发生器和声学屏障等来抵消噪声。

航空发动机振动与噪声控制技术

航空发动机振动与噪声控制技术

航空发动机振动与噪声控制技术航空发动机是飞机的核心动力装置,在飞行中发挥着至关重要的作用。

然而,航空发动机振动与噪声问题一直以来都是航空工程师们面临的重要挑战。

因此,航空发动机振动与噪声控制技术的研究与应用显得尤为重要。

本文将介绍航空发动机振动与噪声控制技术的现状,并探讨未来的发展方向。

一、航空发动机振动控制技术1.主动振动控制技术主动振动控制技术是一种通过主动干预系统来减小振动的技术手段。

通过感知发动机的振动信号,系统可以产生相反的力或振动信号以抵消本身的振动,从而使发动机运行更加平稳。

主动振动控制技术采用了传感器、执行器和控制器等组成的系统,可以实现振动的实时监测和控制,大大降低了发动机振动对飞机的影响。

2.被动振动控制技术被动振动控制技术是一种利用增加质量或刚度的方法来降低发动机振动的技术手段。

通过在发动机结构上增加质量或刚度,可以改变发动机的固有频率,从而减小振动响应。

被动振动控制技术通常采用质量块、弹簧和减振器等装置来实现。

二、航空发动机噪声控制技术1.消声技术消声技术是一种通过改变声波传播的路径和方式来降低噪声的技术手段。

航空发动机噪声主要来自于排气流和机械振动,通过在发动机周围安装消声壁、消声管等装置,可以有效地吸收和分散噪声能量,从而降低噪声的传播。

2.隔声技术隔声技术是一种通过增加隔离层来阻挡噪声传播的技术手段。

航空发动机噪声不仅会传播到飞机内部,还会对周围环境造成干扰。

通过在飞机内部和外部增加隔音材料,可以有效地隔离噪声的传播,提高飞机的噪声防护性能。

三、航空发动机振动与噪声控制技术的发展趋势随着航空工业的高速发展,航空发动机振动与噪声控制技术也在不断进步与创新。

未来,航空发动机振动与噪声控制技术的发展主要集中在以下几个方向:1.智能化控制技术随着人工智能技术的迅猛发展,航空发动机振动与噪声控制技术也将朝着智能化方向发展。

智能化控制技术可以实现对振动和噪声的智能化感知和控制,提高控制系统的精确度和稳定性。

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发动机的振动噪声机理发动机的机械噪声源于发动机零部件的振动,而主要零部件的振动都直接或间接与曲轴的振动有关。

一般将发动机噪声分为三种类型:燃烧噪声、机械噪声和空气动力学噪声。

内燃机结构振动的传播和辐射噪声产生的机理和传递途径,这些途径主要有:1,燃烧所引起的气体力,使缸盖产生振动,进而传播到气缸盖罩和进、排气歧管等零件;2.,作用在活塞上的燃烧气体力和惯性力使活塞产生垂向振动。

燃烧产生的冲击能量大部分是通过活塞-连杆-曲轴机构传到机体表面,引起表面振动,称为燃烧激振,由此诱发的噪声称为燃烧机械噪声;3,与此同时,这些作用力乂引起活塞横向敲击,激发起缸套和气缸体的振动, 进而导致正时齿轮室盖、机油冷却器等零件的振动;由于活塞与气缸壁之间存在有间隙,作用在活塞上的气体压力、惯性力呈周期性变化,这使得活塞对气缸壁的侧推力也呈两边反复作用的特性,活塞在一个工作循环中不断地由一侧接触,变换为与另一侧相接触,产生了活塞对于缸壁的不断敲击现象。

称为活塞敲击激振,相应产生的噪声,称为活塞敲击(机械)噪声。

4,进排气流的压力波动激发进排气歧管及附件的表面振动。

另外,配气机构、喷油泵、齿轮冲击和进排气压力波动等交变力激振都要产生机械噪声。

发动机工作中结构振动响应的大小不仅与结构的固有特性有关,还与激励力的频谱特性有关。

原则上应从以下几个方面来降低发动机的燃烧噪声:一是从根源上改变气体力频谱曲线,降低中高频频率成分的幅值;二是从传播途径上,增加发动机结构对燃烧噪声的衰减,可通过提高缸体刚度增大阻尼或采取隔声措施的方法;另外,在传播途径上需要控制各连接副之间的间隙,增加油膜厚度,避免在运动过程中产生更大的冲击。

降低活塞敲击噪声除从传播途径上降低结构对输入的衰减能力(如提高刚度和增大阻尼)之外,还需要关注活塞组的设计。

通过增大活塞裙部刚度、减小活塞重量、设计合理的活塞型线和配缸间隙、或采取其他措施,降低活塞对缸套的敲击力是降低活塞敲击噪声的关键。

1.1燃烧噪音1.1.1燃烧噪声产生机理燃烧噪声是由于气缸内周期变化的气体压力的作用而产生的。

它主要取决于燃烧的方式和燃烧的速度。

燃烧噪声是由于燃烧室内气压急剧上升,致使发动机各部件振动而引起的噪声。

1.1.2燃烧噪声的控制策略(1)采用隔热活塞以提高燃烧室壁温度,缩短滞燃期,降低空间雾化燃烧系统的直喷式柴油机的燃烧噪声。

(2)提高压缩比和应用废气再循环技术也可降低柴油机的燃烧噪声。

但压缩比主要决定了柴油机的机械负荷与热负荷水平。

废气再循环技术通过降低气缸最高压力,在抑制NOx产生的同时,也降低了燃烧噪声。

(3)采用双弹簧喷油阀实现预喷。

即将原本打算一个循环一次喷完的燃油分两次喷。

第一次先喷入其中的小部分,提前在主喷之前就开始进行着火的预反应,这样可减少滞燃期内积聚的可燃混合气数量。

(4)共轨喷油系统是一种很有前途的直喷式轿车柴油机电子控制高压燃油喷射系统,它能减少滞燃期内喷入的燃油量,特别有利于降低燃烧噪声。

(5)采用增压。

柴油机增压后进入气缸的空气充量密度、温度和压力增加,从而改善了混合气的着火条件,使着火延迟期缩短。

(6)燃烧室的选择和设计。

对于分开式燃烧室,精确的喷油通道、扩大通道面积、控制喷射方向和预燃室进气涡流半径的优化,均能抑制预混合燃烧,促进扩散燃烧,从而降低由低负荷到高负荷较宽范围的燃烧噪声、燃油消耗和碳烟排放。

活塞顶燃烧室结构对燃烧噪声有很大影响。

孔口较小、深度较深者,燃烧噪声就小得多,排放也明显较好。

再加上缩口形,减噪效果就更趋好转。

因此,设计时在变动许可范围内,最好选用缩口并尽可能加深些的3形燃烧室。

(7)减小供油提前角。

供油提前角小,喷油时间延迟,气缸内温度和压力在燃油喷入时较高,燃油一经喷入即雾化,瞬间达到着火点,缩短了滞燃期。

最先喷入的燃油爆发燃烧,而后续喷入火焰中的燃油因氧气不足而不会立即燃烧,这样,由于初期燃烧的燃油量少,压力升高率低,可使燃烧噪声减小。

大多数柴油机的燃烧噪声随供油提前角的减小而有所降低。

(8)选用十六烷值高的燃料,着火延迟期较短,从而影响在着火延迟期内形成的可燃混合气数量,使压力升高率降低和减小燃烧噪声。

1.2机械噪声机械噪声是由于运动件之间以及运动件与固定件之间周期性变化的机械运动而产生的,它与激发力的大小、运动件的结构等因素有关。

主要有活塞敲击噪声和气门机械噪声。

1.2.1活塞敲击噪声发动机运转时,活塞在上、下止点附近受侧向力作用产生一个由一侧向另一侧的横向移动,从而形成活塞对缸壁的强烈敲击,产生了活塞敲击噪声。

产生敲击的主要原因是活塞与气缸套之间存在间隙,以及作用在活塞上的气体压力。

降低活塞敲击噪声的措施有:(1)采取活塞销孔偏置,即将活塞销孔适当地朝主推力面偏移1〜2mm。

(2)采用在活塞裙部开横向隔热槽,活塞销座镶调节钢件,裙部镶钢筒,采用椭圆锥体裙等方式来减小活塞40 C冷态配缸间隙。

(3)增加缸套的刚度,不仅可以降低活塞的敲击声,也可以降低因活塞与缸壁摩擦而产生的噪声。

为了增加缸套的刚度,可采用增加缸套厚度或带加强肋的方法。

(4)改进活塞和气缸壁之间的润滑状况,增加活塞敲击缸壁时的阻尼,也可以减小活塞敲击噪声。

1.2.2传动齿轮噪声传动齿轮的噪声是齿轮啮合过程中齿与齿之间的撞击和摩擦产生的。

在内燃机上,齿轮承载着交变的动负荷,这种动负荷会使轴产生变形,并通过轴在轴承上引起动负荷,轴承的动负荷乂传给发动机壳体和齿轮室壳体,使壳体激发出噪声。

此外,曲轴的扭转振动也会破坏齿轮的正常啮合而激发出噪声。

传动齿轮噪声与齿轮的设计参数和结构型式、加工精度、齿轮材料配对、齿轮室结构以及运转状态有关。

降低传动齿轮噪声的措施有:(1)控制齿轮齿形,提高齿轮加工精度,减小齿轮啮合间隙,即降低齿轮啮合时相互撞击的能量,从而降低齿轮啮合传动噪声。

(2)采用新材料,如高阻尼的工程塑料齿轮,采用工程塑料齿轮代替原钢制齿轮后,整机噪声降低约0.5dB(A)左右,效果明显。

(3)合理布置齿轮传动系位置,如将正时齿轮布置在飞轮端,可有效减少曲轴系扭振对齿轮振动的影响。

(4)采用正时齿形同步带传动代替正时齿轮转动,可明显降低噪声。

1.2.3降低配气机构噪声内燃机大都采用凸轮、气门配气机构,机构中包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、气门等零件。

配气机构中零件多、度差,在运动中易于激起振动和噪声,包括气门和气门座的撞击,由气门间隙引起的传动撞击,挺柱和凸轮工作面之间的摩擦振动,高速时气门不规则运动引起的噪声。

配气机构噪声与气门机构的型式、气门间隙、气门落座速度、材料、凸轮型线、凸轮和挺柱的润滑状态、内燃机的转速等因素有关。

降低配气机构噪声的措施主要有:(1)良好的润滑能减少摩擦,降低摩擦噪声。

凸轮转速越高,油膜越厚。

所以内燃机高速运转时,配气机构的摩擦振动和噪声就不突出了。

(2)减少气门间隙可减少摇臂与气门之间的撞击,但不能使气门间隙太小。

采用液力挺柱可以从根本上消除气门间隙,降低噪声。

(3)缩短推杆长度是减轻系统重量、提高刚度的有效措施,顶置式凸轮轴取消了推杆,对减少噪声特别有利。

1.3空气动力噪声由于气体扰动以及气体和其他物体相互作用而产生的噪声称为空气动力噪声,在发动机中,它包括进气噪声、排气噪声和风扇噪声。

1.3.1进气噪声发动机工作时,高速气流经空气滤活器、进气管、气门进入气缸、在此气流流动过程中会产生一种强烈的空气动力噪声,有时比发动机本身噪声高出 5 dB(A)左右,成为仅次于排气噪声的主要噪声源。

该噪声随着发动机转速的提高而增强,与负荷的变化无关,其成分主要包括:周期性压力脉动噪声、涡流噪声、气缸的玄姆霍兹共振噪声和进气管的气柱共振噪声。

进气噪声的控制策略主要是:(1)合理的设计和选用空气滤活器。

合理设计进气管道和气缸盖进气通道,减少进气系统内压力脉动的强度和气门通道处的涡流强度。

(2)引进消声措施。

1.3.2排气噪声排气噪声主要在排气开始时,废气以脉冲形式从排气门缝隙排出,并迅速从排气口冲入大气,形成能量很高、频率很复杂的噪声,包括基频及其高次谐波的成分。

该噪声是汽车及发动机中能量最大最主要的噪声源,它的噪声往往比发动机整机噪声高10dB(A)〜15dB(A)。

除基频噪声及其高次谐波噪声外,排气噪声还包括排气总管和排气歧管中存在的气柱共振噪声、气门杆背部的涡流噪声、排气系统管道内壁面的紊流噪声等,此外,排气噪声还包括废气喷射和冲击噪声。

排气噪声的控制策略主要是:(1)从排气系统的设计方面入手,如合理设计排气管的长度与形状,以避免气流产生共振和减少涡流。

(2)废气涡轮增压器的应用可降低排气噪声,但最有效的方法还是采用高消声技术,使用低功率损耗和宽消声频率范围的排气消声器。

1.3.3风扇噪声风扇噪声是发动机中不可忽视的噪声源,尤其风冷发动机更为突出,在高速全负荷时甚至和进排气噪声不相上下。

它主要是空气动力噪声,由旋转噪声和涡流声所组成。

旋转噪声是由旋转叶片周期性地打击空气质点,引起空气的压力脉动所产生的。

涡流噪声是由于风扇旋转时使周围的空气产生涡流,这些涡流乂因粘滞力的作用分裂成一系列独立的小涡流,这些涡流和涡流的分裂会使空气发生扰动,形成压力波动,从而激发出的噪声,涡流噪声一般是宽频带噪声。

发动机的风扇噪声在低速运转时涡流噪声占优势,高速时旋转噪声占优势,风扇的转速越高,直径越大,风扇的扇风量就越大,其噪声也越高;风扇的效率越低,消耗功率越大,风扇噪声越大。

风扇噪声的控制策略主要是:⑴适当控制风扇转速,风扇噪声随转速的增长远比其他噪声大。

在冷却要求已定的条件下,为降低转速,可在结构尺寸允许的范围内,适当加大风扇直径或者增加叶片数目;充分运用流体力学理论设计高效率的风扇,就可能在保证冷却风量和风压的前提下降低转速。

(2)采用叶片不均匀分布的风扇,叶片均匀分布往往会产生一些声压级很高的有调节器成分。

当叶片不均匀布置后,一般可降低风扇中那些突出的线状频谱成分,使噪声频谱较为平滑。

(3)用塑料风扇代替钢板风扇,能达到降低噪声和减少风扇消耗功率的效果,但目前成本还稍高于钢板风扇。

国外中小功率内燃机已普遍采用塑料风扇。

还可采用一种安装角可以变化的柔性风扇”,这种风扇叶片用很薄的钢板或塑料制造,当风扇转速提高后,由于空气动力的作用,叶片扭转变平 (安装角变小),于是风扇消耗功率和噪声都减小;转速降低时,由于空气动力作用小,叶片的扭转变小,保证了足够的风量。

(4)在车用内燃机上采用风扇自动离合器,试验表明,在汽车行驶中,需要风扇工作的时间一般不到10%。

因此,装用风扇离合器不仅可使内燃机经常处在适宜温度下工作和减少功率消耗,同时还能达到降噪的效果。

(5)风扇和散热器系统的合理设计。

诸如发动机和风扇的距离、风扇与散热器的距离、风扇和风扇护罩的位置及护罩的形状、空气通过散热器的阻力等都会对冷却风量的充分利用产生影响。

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