內(nèi)燃機(jī)的主要噪聲源及其控制(完整版)
【正文】 ? 實(shí)驗(yàn)表明 ， 由燃燒產(chǎn)生的大部分振動(dòng)能量是通過連桿大端和主軸承進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)激發(fā)表面振動(dòng)輻射出噪聲的 。 高頻振動(dòng)頻率可近似計(jì)算 : ?g＝ Cc／ （ 2D） 氣缸壓力的頻譜特性 氣缸壓力頻譜曲線可用儀器直接測(cè)定 ，亦可由氣缸壓力曲線轉(zhuǎn)換求得 。 ? 空氣動(dòng)力噪聲主要包括進(jìn) 、 排氣和風(fēng)扇噪聲 ，其主要是由于進(jìn)氣 、 排氣時(shí)和風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)引起了空氣振動(dòng)而主生的噪聲 。 ⒈ 氣體動(dòng)力載荷 燃燒噪聲主要是在急燃期內(nèi)產(chǎn)生的 ,當(dāng)缸內(nèi)壓力劇增時(shí) ,內(nèi)燃機(jī)的相應(yīng)零部件便受到一定強(qiáng)度的動(dòng)力截荷 ,其性質(zhì)相當(dāng)于一種敲擊 。 ? 氣缸壓力頻譜曲線低頻段和中頻段的形狀基本上不受內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的影響 ， 只是當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí) ， 曲線向高頻方向平移了一段距離 a。 衰減曲線大致可分為兩個(gè)區(qū)域： ? ① 1000Hz以下的結(jié)構(gòu)衰減量很大，約為55 dB／ 10倍頻率。 ? 壓力升高率是激發(fā)燃燒噪聲的一個(gè)根本因素，而壓力升高率主要取決于滯燃期以及在滯燃期內(nèi)表成可燃混合氣的數(shù)量。 所以 ， 負(fù)荷對(duì)內(nèi)燃機(jī)的噪聲影響較小 。 活塞敲擊噪聲 ⒈ 產(chǎn)生機(jī)理 ? 活塞對(duì)氣缸壁的敲周 ， 通常是內(nèi)燃機(jī)最大的機(jī)械噪聲源 。 形容表明 ，內(nèi)燃機(jī)低速時(shí)的噪聲主要是氣閥開關(guān)時(shí)的撞擊發(fā)及從動(dòng)件和凸輪頂部的摩擦振動(dòng)所產(chǎn)生的 。 機(jī)械性噪聲包括噴油泵凸輪和滾輪體之間的周期性沖擊和摩擦 ， 特別是當(dāng)恢復(fù)彈簧的固有頻率和這種周期性的沖擊接近時(shí) ， 會(huì)產(chǎn)生共振 ， 使噪聲加劇 。 ? 隨著軸的旋轉(zhuǎn) ， 軸心產(chǎn)生周期性的跳動(dòng) ，使?jié)L動(dòng)體和套圈 、 軸承保持架之間產(chǎn)生撞擊 、 摩擦聲 。 對(duì)一定結(jié)構(gòu)的機(jī)械系統(tǒng)（ 即系統(tǒng)的質(zhì)量 、 剛度阻尼一定時(shí) ） ，Ｈ （ ω ） 只是頻率的函數(shù) 。 表面輻射噪聲的控制 ? 在結(jié)構(gòu)上采取措施可以大幅度地降低內(nèi)燃機(jī)的表面輻射噪聲 ， 從而使整機(jī)噪聲大大減小 。 ? 內(nèi)燃機(jī)的罩殼類零件往往是主要的表面輻射噪聲源 。 由于時(shí)氣閥流通截面是在不斷變化的 ， 故這種渦流噪聲具有一定寬度的頻率分布 ， 主要頻率成分在 1000Hz以上 ， 渦流噪聲的峰值頻率為： ?30nif ?dVSf r ??? 對(duì)于增壓內(nèi)燃機(jī) ,由于增壓器的轉(zhuǎn)速一般都很高 ,因此 ,其進(jìn)氣噪聲明顯高于非增壓機(jī) 。 由于各氣缸排氣是在指定的相位上周期性進(jìn)行的 ， 因而這是一種周期性的噪聲 。 其共振頻率為 ? 亥姆霍茲共振噪聲的特點(diǎn)是它與內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。這就說(shuō)明內(nèi)燃機(jī)在全負(fù)荷時(shí) ， 各轉(zhuǎn)速下的排氣壓力變化是不大的 。 諸如 ， 改變排氣支管的布置 ， 使吹過管口的氣流方向與該管的軸線方向夾角保持在最不易使該管發(fā)生共振的角度范圍內(nèi)；合理設(shè)計(jì)各支管的長(zhǎng)度 ， 使管的聲共振頻率錯(cuò)開； 使各排氣支管管口及各管之間連接處都有較大的過渡圓角 ， 減小斷面突變；提高排氣閥桿 、 氣閥支管和排氣道內(nèi)壁面的光潔度 ， 以減小紊流附面層中的渦流強(qiáng)度；在保證排氣閥剛度和強(qiáng)度的條件下 ， 盡可能地減小排氣閥桿直徑 。通常在低轉(zhuǎn)速時(shí)，風(fēng)扇噪聲比內(nèi)燃機(jī)噪聲低得多，但在高轉(zhuǎn)速時(shí)，往往成為主要的甚至是最大的噪聲源。 ? 為了控制排氣支管傳遞的振動(dòng) ， 可通過改進(jìn)氣支管結(jié)構(gòu)來(lái)改善振動(dòng)特性和隔離排氣支管傳遞的振動(dòng)等方法來(lái)降低排氣系統(tǒng)的噪聲 。 ② 二沖程機(jī)通常轉(zhuǎn)速較高 ， 單位時(shí)間內(nèi)平均換氣量比四沖程機(jī)多 ， 排氣次數(shù)也多一倍 ， 因此所產(chǎn)生的氣流聲和渦流聲大 ， 頻率也高 。 )(2)2/(2 22tttr rlVScrlVrcf???? ???? ⑸ 廢氣噴注和沖擊噪聲 ? 在自由排氣階段，排氣閥處會(huì)由于高速的氣流噴注而產(chǎn)生強(qiáng)烈的噴注噪聲。 ?30nif ? ⑵ 排氣管道內(nèi)氣柱共振噪聲 排氣系統(tǒng)管道中的空氣柱 ， 在周期性排氣噪聲的激發(fā)下 ， 因發(fā)生共振而產(chǎn)生空氣柱共振噪聲 。 60 nikf ? 排氣系統(tǒng)噪聲 ⒈ 排氣噪聲發(fā)生機(jī)理及其頻譜特性 排氣噪聲是內(nèi)燃機(jī)最主要的噪聲源，它的噪聲往往比內(nèi)燃機(jī)整機(jī)噪聲高 10～ 1５ dB（ A）。 ? 常用的阻尼材料是內(nèi)耗大的高分子材料，這種材料敷在振動(dòng)物體上，當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，阻尼材料產(chǎn)生剪切變形，由于它的內(nèi)摩擦而將部振動(dòng)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，?
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