发动机噪声解决方法

发动机噪声解决方法发动机是汽车的主要噪声源，在我国，发动机噪声约占汽车总噪声的55%以上，因此为降低汽车噪声总水平，应以掌握发动机噪声为主要目标。发动机噪声的分类及评价方法一.分类：按噪声辐射的方式分：发动机噪声源分为直接大气辐射和发动机外表对外辐射的两大类。⒈直接向大气辐射的噪声源有进、排气噪声和风扇噪声。⒉发动机外表噪声是发动机内部的燃烧过程和构造产生的噪声发动机外外表刚性连接的零件的振动向大气辐射的。按发动机外表噪声产生的机理，又分为燃烧噪声和机械噪声。机体的途径向外辐射的噪声〔是由于气缸周期性变化的压力作用而产生的，与发动机的燃烧方式和燃烧速度有关〕〔是发动机工作时各运动件之及运动件与固定件之间作用的周期性变化的力所引起的,它与激发力的大小和发动机构造动态特性等因素有关〕二.评价方法除考虑其辐射噪声能量总水平外，应考察以下噪声特性：⑴噪声级及其发动机工作状态的变化关系⑵发动机四周空间各点噪声级数值的分布状态⑶空间各点的噪声频谱以及发动机工作过程阶段的瞬时声压级发动机燃烧噪声及其掌握一.燃烧噪声的特性仅争论柴油机的燃烧噪声。补燃期来分别争论它。都很小，因此对噪声的直接影响甚微，但间接影响重大。⑵速燃期燃料快速燃烧，气缸内压力快速增加，直接影响发动机的振动和噪声。了柴油机的构造频率和所辐射的噪声。响不显著。⑷补燃期活塞下行且绝大多数燃料已在前两个时期内燃烧完毕，对燃烧噪声影响不大。综上所述，燃烧过程的激发的噪声主要集中在速燃期，其次是缓燃期。燃烧噪声主要表现在两方面⒈ 各传声零件的自振频率。⒉由气缸内气体的冲击波引起的高频振动和噪声，其频率为气缸内气体的自振频率。燃烧噪声的根源是气缸内气体压力的变化。★ 柴油机产生高声调噪声的缘由：传声而向外辐射的燃烧噪声频率也处在中、高频率范围内。行屡次反射，从而形成了气体的高频振动。※气缸压力曲线〔在时域上〕增长率等因素的关系。〔在频域上播途径的关系。气缸压力谱〔暂略〕等于这一系列谐波单独激发的总和。一般认为，这一系列谐波，由两条途径从气缸内传播出去：⒈经气缸盖和气缸套⒉经曲柄连杆机构，即活塞、连杆、曲轴及主轴承。对燃烧噪声的低频段衰减大，对高频段衰减相对较小二.燃烧噪声掌握降低柴油机燃烧噪声的根本措施是降低压力增长率。而压力增长率取决于着火延迟期和在着火延迟期内形成的可燃混合气的数量和质量通过选用十六烷值高的燃料⑴延迟喷油定时由于气缸内压缩温度和压力是随曲轴转角变化的燃烧噪声减小。⑵改进燃烧室构造外形和参数柴油机工作过程的好坏主要取决于燃油喷射、气流运动和燃烧室外形三方面的协作是否合性能，而且影响着火延迟期、压力上升率，从而影响燃烧噪声。依据混合气的形成及燃烧精通构造的特点，柴油机的燃烧室分为直喷式和分隔式两大类：A直喷式又分开式、半分开式和球形燃烧室等B分隔式分涡流室和预燃室。隔式燃烧室的噪声一般较低。而ω〔半分开式〕〔开式〕的燃烧噪声最大。涡流室喷孔面积比也可削减噪声。⑶调整喷油系6dB，因此用削减喷油泵供油率的方法来削减燃烧噪声问题。⑷提高废气再循环率和进气节流提高废气再循环率可减小燃烧率，使发动机运转平稳，因此对降低燃烧噪声起到明显作用。能削减柴油机所特有的角速度波动和横向摆振。⑸承受增压技术了混合气的着火条件，使着火延迟期缩短。增压压力越高，着火延迟期越短，使压力上升率越小，从而降低燃烧噪声越多。试验证明，增压可使直喷式柴油机燃烧噪声降低2～3Db。⑹提高压缩比让活塞敲击声增大，因此，提高压缩比不会使发动机的总噪声有很大的降低。⑺改善燃油品质间不同。十六烷值高的燃料着火延迟较短，压力上升率低，燃烧过程严峻。故而，应承受十六烷值高的燃料。套的刚性，承受隔振隔声措施，削减活塞、曲柄连杆机构各局部的间隙，增加油膜厚度，在保持功率的前提下承受较小的缸径，增加缸数或承受较大的S/D值，转变薄壁零件〔如油底壳〕的材料和附加阻尼。发动机的机械噪声一．活塞敲击噪声及掌握活塞对气缸壁的敲击,通常是发动机最大的机械噪声源。敲击的强度主要取决于气缸的最高爆发压力之间的间隙。因此该噪声既和燃烧有关，又和发动机活塞的具体构造有关。的活塞所承受的侧向力发生方向突变。作横向运动，在上止点由右向左，在下止点方向相反。在发动机的高速运转时，活塞的这种横向运动的速度很高。由于活塞与缸壁这间有间隙，就形成了对缸壁的猛烈冲击。㈡影响活塞敲击噪声的因素：很多，如活塞间隙、活塞销孔的偏移、活塞高度、活塞环数、缸套厚度、润滑条件、发动机转速和气缸直径等。㈢降低活塞敲击噪声的措施：依据影响其因素，常承受以下几点措施：A．减小活塞与缸壁的间隙 减小间隙可以减小甚至消退活塞横向运动的位移量，减轻或避开活塞对缸壁的冲击碰撞，到达降噪目的。B．活塞销孔中心偏如上图b所示，将活塞销孔的位置向左偏离活塞中心线。在压缩行程终了时，活塞靠在气缸的右侧壁，由于中心左偏量i的存在，在压力F的作用下，活塞到显著的降噪作用。C．增加活塞外表的振动阻尼在活塞裙部外表掩盖一层可塑性材料，增加振动阻尼，从而缓冲和吸取活塞敲击的能量，降低活塞高击噪声。二．配气机构噪声及掌握发动机配气机构也是重要的机械噪声源。不规章运动、摇臂撞击气杆尾部以及气门落座时的冲击等均会发出噪声。㈠产生噪声的缘由：发动机低转速时，气门机构的惯性力不高，可将其视为多刚体系统，噪声主要门关闭噪声则是由气门落座时的冲击产生的。气门的噪声级与气门运动的速度成正比。发动机高转速时，气门机构的惯性国相当大，使整个机构产生振动。气门机构〔弹性系统〕工作时各零件的弹性变形会使位于传动链末端气门处的运动产生很大的畸变，生“飞脱”和“反弹”等不规章运动现象。发动机的高速运转加剧了这种不规章运动，增加则运动有关。㈢影响因素：主要是凸轮型线、气门杆间隙和配气机构的刚度。㈣应实行的措施：⑴减小气门间隙 减小间隙可减小因间隙存在而产生的撞击，从而减小噪声⑵提高凸轮加工精度和减小外表粗糙度值⑶提高配气机构刚度 提高配气机构传动链的各元件的及其支承座的刚度可使其固有频率增高，减小振动，缩小气门运动的畸变，到达降噪目的。⑷减轻驱动元件重量 在一样发动机转速下，减轻驱动元件重量就减小了其惯性力，降低了配气机构所激发的振动和噪声。升或落座时的速度，降低因撞击而产生的噪声。二．配气机构噪声及掌握发动机配气机构也是重要的机械噪声源。不规章运动、摇臂撞击气杆尾部以及气门落座时的冲击等均会发出噪声。㈠产生噪声的缘由：发动机低转速时，气门机构的惯性力不高，可将其视为多刚体系统，噪声主要门关闭噪声则是由气门落座时的冲击产生的。气门的噪声级与气门运动的速度成正比。发动机高转速时，气门机构的惯性国相当大，使整个机构产生振动。气门机构〔弹性系统〕工作时各零件的弹性变形会使位于传动链末端气门处的运动产生很大的畸变，生“飞脱”和“反弹”等不规章运动现象。发动机的高速运转加剧了这种不规章运动，增加则运动有关。㈢影响因素：主要是凸轮型线、气门杆间隙和配气机构的刚度。㈣应实行的措施：⑴减小气门间隙 减小间隙可减小因间隙存在而产生的撞击，从而减小噪声⑵提高凸轮加工精度和减小外表粗糙度值⑶提高配气机构刚度 提高配气机构传动链的各元件的及其支承座的刚度可使其固有频率增高，减小振动，缩小气门运动的畸变，到达降噪目的。⑷减轻驱动元件重量 在一样发动机转速下，减轻驱动元件重量就减小了其惯性力，降低了配气机构所激发的振动和噪声。升或落座时的速度，降低因撞击而产生的噪声。三．供油系噪声些部位，人耳对它们往往清楚可辨，它也是发动机噪声不行无视的噪声源。㈠产生缘由：压油管内的燃油压力以及发动机往复运动惯性力激发泵体自身振动而引起的机转速、泵内燃油压力、供油量及泵的构造有关。试验说明：当凸轮轴转速增加一倍，喷油8～15dB0150MPa3～4dB，说明供油量对喷减小因泵体振动产生的噪声。可分为流体噪声和机械噪声。A．流体噪声包括：油产生很大的加速度，从而冲击管壁而激发噪声。⑵空穴现象激发的噪声。 当油路中高压力急速脉动的状况下油中含有空气会不断地形成气泡又破灭，形成所谓空穴噪声。⑶喷油系统管道的共振噪声。 当油管中供油压力脉动的频率接近或等于管道系统的固有频率时，引起共振，激发噪声。B．械噪声包括：喷油泵凸轮和滚轮体之间的周期性冲击和摩擦，特别是当恢复弹簧的固有频率和这种周期性的冲击接近时，会产生共振，使噪声加剧。发动机的空气动力噪声发动机空气动力噪声包括：进气噪声、排气噪声和风扇噪声。一． 进气噪声及其掌握⑴进气噪声：进气门周期性开闭引起进气管道内压力起伏变化而形成的空气动力性噪声。对某些发动机而言，进气噪声有时比发动机本体噪声高出5dB左右，成为仅次于排气噪声的主要声源。⑵产生缘由：当进气阀突然关闭时，必将引起进气管道中空气压力和速度的波动，这种波动〔关闭的气门声。25m/s左右，1000～2023Hz范围内。同一台发动机而言，进气噪声主要受转速影响，转速增加一倍，进气噪声增加10～18dB。涡流噪声加剧。⑶实行的措施：安装空气滤清器设置进气消声器二． 排气噪声及其掌握生的涡流噪声最猛烈。排气噪声的基频是发动机的发火频率。发动机排气噪声的频率〔Hz〕按下式计算：其中：k—谐波次 i—气缸数 n—发动机曲轴转速r/minτ—冲程系数二冲程发动机τ=1四冲程发动机τ=2k降低，即高谐次的排气噪声声级将快速降低。□除上述噪声外，排气噪声与进气噪声类似，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处的紊流噪声等，此外，排气噪声还包括废气喷注和冲出噪声。在同等条件下，柴油机的排气噪声比汽油机的大，二冲程发动机的比四冲程发动机的大。平均有效压力的增加而提高。转速增加一倍，空负荷排气噪声增加10～14dB，而全负荷的仅增加5～9dB。综合在量的试验数据得出排气噪声〔dB〕与发动机转速、平均有效压力和排量的关系为：四冲程柴油机L=28lgn+20lgpme+15lgVH+K1四冲程汽油机L=25lgn+20lgpme+13lgVH+K2其中：n—发动机转速，r/min；pme—平均有效压力，100kPa；VH—发动机排量，L；K1、K2—与发动机构造有关的常数。＃掌握排气噪声的措施：对噪声源本身实行措施：从排气噪声的发生气理分析入手，在不降低发动机性能、不对排气系统作大改动的前提下，实行措施：生共振的角度范围内。⒉合理设计各歧管的长度，使管的声共振频率错开。锋利的边缘，以减弱声共振作用。强度。⒌在保证排气门刚度和强度和条件下，尽可能减小排气门杆直径。承受排气消声器和减小由排气歧管传来的构造振动：⒈排气消声器是普遍承受的最有效的降噪手段。歧管实行隔振措施，均可掌握振动、降低噪声。三． 风扇噪声风扇噪声由旋转噪声和涡流噪声组成。〔又叫叶片噪声而产生的。其基频〔Hz〕为：fl其中：n—风扇转速，r/min；Z—叶片数声。其频谱峰的频率为：fmax=k其中：v—风扇圆周速度，m/s；d—叶片在气流入射方向上的厚度，m；k=0。15～0。22常数明显，fmax与V正比，但旋转叶片上的圆围速度随与圆心距离不同而连续变化，所以涡流噪声呈明显的连续谱特征。风扇噪声随转速增加而快速提高，转速提高一倍，声级增加11～17dB。通常在低转速时，风扇噪声比发动机本体噪声低得多㈢掌握风扇噪声的措施：⑴选择适当的风扇与散热器之间的距离。一般取100～200㎜，能很好地发挥风扇的冷却力量，又能使噪声最小。到达掌握噪声的目的。材料叶片比金属的噪声小。在适宜的温度下工作，而且起到降噪的作用。⑸令叶片非均匀分布。由于叶片均匀分布的风扇，往往会产生一些声压级很高的有调成分，承受非均匀分布，可避开这种情形。例如：四叶片风扇的叶片间周夹角布置为70º和110º，用。发动机外表辐射噪声及其掌握发动机的燃烧激振力和机械激振力通过各个构造零件传递到发动机的外外表上机的外表辐射噪声。为使发动机外表辐射噪声减小除了在燃烧激振力和机械激振力的产生根源上实行措施之外，还要在这此激振力的传递途径上和外表辐射噪声的效率方面实行措施的关系以及发动机外表噪声的分布状况等方面的问题。整个构造辐射噪声的强度产生较大影响，此时可考虑依据该阶振动的外形实行相应的措施，的区域。外表辐射噪声可用外表振动速度或速度平均均方值来表示，在近似关系Lp=20lg〔ρ0c0〕+10lgv2+10lgσ+10lg-10lgp0其中：LP—测量外表声压级，dB；ρ0c0—空气介质的特性阻抗，Pa·s/mv2—外表振动的时间空间平均速度的均方值，m2/s2σ=WR/WP—辐射系数，与辐射外表的构造型式、振动频率及振型等有关；WRW；WP—外表振动功率，W；S、A—规定声场中的外表积和振动外表积，m2；P0=2×10-5Pa—参考声压。由于掌握发动机外表噪声受发动机工作原理和性能要求方面的限制度和阻尼，削减辐射外表面积。下面是发动机外表辐射噪声的几个构造响应和掌握措施：壳体等重要的辐射噪声外表，使振动加剧。因而是掌握外表辐射噪声的根本途径。而产生噪声。目的。⒉罩壳类零件 具有壁薄和外表平而大的特点，是主要的外表辐射噪声源。掌握措施：㈠增加其刚度，提高其固有频率。㈡敷贴阻尼材料。⒊固定在发动机上的各种盖板掌握措施：㈠隔振：在其间使用隔振层㈡涂加阻尼材料。法规的要求。常用的隔