【文章內(nèi)容簡介】 圖31 發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的產(chǎn)生空氣動(dòng)力噪聲直接向空間輻射，引起空氣動(dòng)力噪聲的噪聲源主要有進(jìn)、排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲。圖32 空氣動(dòng)力噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪聲和機(jī)械噪聲指內(nèi)部的燃燒過程和結(jié)構(gòu)振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲，是通過發(fā)動(dòng)機(jī)外表面以及與發(fā)動(dòng)機(jī)外表面連接的零件的振動(dòng)向外輻射的，因此將這兩類稱為發(fā)動(dòng)機(jī)表面振動(dòng)的結(jié)構(gòu)噪聲。燃燒噪聲的發(fā)生機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，主要是由于氣缸內(nèi)周期性變化的壓力作用而產(chǎn)生的，與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒的方式和燃燒速度密切相關(guān)。降低燃燒噪聲在汽車內(nèi)燃機(jī)總噪聲中占有很大比例。故研究如何降低其燃燒噪聲具有特別重要的意義。目前所研究出的降噪措施主要有：1) 采用隔熱活塞以提高燃燒室壁溫度，縮短滯燃期，降低空間霧化燃燒系統(tǒng)的直噴式柴油機(jī)的燃燒噪聲。如尼莫尼克鎳基合金是一種導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料，用它制成活塞可使頂部凹坑燃燒室溫度升高。在1500r／min時(shí)溫度可升高100～2o0℃ ，噪聲降低2～4dB。2) 排氣再循環(huán)。即是將發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣部分通過進(jìn)氣管送回氣缸，其初衷是降低NOx排放，但客觀上，這樣做提高了進(jìn)氣溫度和燃燒室壁溫度，有降低噪聲的作用。3) 采用雙彈簧噴油閥實(shí)現(xiàn)預(yù)噴。即將原本打算一個(gè)循環(huán)一次噴完的燃油分兩次噴。第一次先噴人其中的小部分，提前在主噴之前就開始進(jìn)行點(diǎn)燃的預(yù)反應(yīng)，如此可減少滯燃期內(nèi)積聚的可點(diǎn)燃燃油量。這是降低直噴式柴油機(jī)燃燒噪聲的最有效措施。4) 采用增壓。柴油機(jī)增壓后，進(jìn)入氣缸的空氣充量密度、溫度和壓力增加，從而改善了混合氣的著火條件，使著火延遲期縮短。試驗(yàn)結(jié)果表明在61 25Q型柴油機(jī)(n=2600r／min，全負(fù)荷)上進(jìn)行增壓的，增壓后低頻部分氣缸壓力雖然有所提高，但在中、高頻部分氣缸壓力級(jí)明顯降低，因此在0．5～0．3kHz的重要聲頻范圍內(nèi)，增壓可明顯降低噪聲。5) 共軌噴油系統(tǒng)是一種很有前途的直噴式轎車柴油機(jī)電子控制高壓燃油噴射系統(tǒng)，它能減少滯燃期內(nèi)噴入的燃油量，特別有利于降低燃燒噪聲。6) 燃燒室的選擇和設(shè)計(jì)。一般說，在其他條件相同的情況下，半開式的直噴式燃燒室，如球形燃燒室及斜置圓筒形燃燒室的燃燒噪聲最低；分隔室式燃燒室，如渦流室及預(yù)燃室的燃燒噪聲也較低，在高轉(zhuǎn)速(3000r／min以上)甚至低于半分開的直噴式燃燒室；不分開的直噴式燃燒室，如淺盆形和∞形燃燒室的燃燒噪聲最大。7) 減小供油提前角。供油提前角不同，導(dǎo)致在著火延遲期內(nèi)噴人的燃料量不同，從而對(duì)燃燒過程產(chǎn)生影響，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率， 油耗和排放物，噪聲發(fā)生變化。較為合理的供油提前角應(yīng)通過樣機(jī)試驗(yàn)和調(diào)整獲得。機(jī)械噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)各運(yùn)動(dòng)件之間及運(yùn)動(dòng)件之間作用的周期性變化莫測的力所引起的，它與激發(fā)力的大小和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性等因素有關(guān)。燃燒噪聲與機(jī)械噪聲在實(shí)際上是難于嚴(yán)格區(qū)分的。機(jī)械噪聲也是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃料燃燒間接激發(fā)的噪聲。為了研究方便，把氣缸內(nèi)燃燒所形成的壓力振動(dòng)并通過缸蓋、活塞、連桿、曲軸到機(jī)體的途徑向外輻射的噪聲叫燃燒噪聲；把活塞對(duì)缸套的敲擊，齒輪、配氣機(jī)構(gòu)、噴油系統(tǒng)等運(yùn)動(dòng)件之間機(jī)械撞擊所產(chǎn)生的振動(dòng)激發(fā)的聲輻射稱為機(jī)械噪聲。 傳動(dòng)系噪聲汽車傳動(dòng)系是發(fā)動(dòng)機(jī)及其動(dòng)力總成的一部分，其中的變速器、分動(dòng)器、傳動(dòng)軸、差速器和輪邊減速器等都產(chǎn)生噪聲。這些分總成有大量的齒輪嚙合、支承和傳遞軸和軸承以及箱體。傳動(dòng)系的主要噪聲源是其內(nèi)部齒輪和軸承，同時(shí)也有其他機(jī)構(gòu)傳遞而來的固體聲。降低正時(shí)齒輪噪聲的措施有：1) 螺旋角。斜齒輪傳動(dòng)比較平穩(wěn)，所以在相同的使用條件下其噪聲比直齒約低1 0d B，隨著螺旋角增大，噪聲降低。但螺旋角超過4 0。，則噪聲不再因螺旋角增大而降低。2) 嚙合系數(shù)。 嚙合系數(shù)在1．1～1．9之間時(shí)，噪聲差別不大。但當(dāng)嚙合系數(shù)達(dá)到2左右時(shí)，齒輪噪聲可降低2～4dB，一般可選嚙合系數(shù)約大于2。3) 齒側(cè)間隙。齒側(cè)間隙控制在0．2ram以下時(shí)，齒輪噪聲變化不大，超過0．2mm時(shí)，噪聲劇增。4) 齒輪直徑。噪聲隨齒輪直徑增大增大。故應(yīng)盡可能降低齒輪直徑。5) 輪體形狀 以幅板形輪體與整體形輪體相比，整體形輪體剛性好，振動(dòng)小，噪聲也小。6) 齒輪材料和結(jié)構(gòu)。若能提高齒輪材料內(nèi)部的阻力，如采用尼龍、酚醛夾布層壓塑料等材料制作正時(shí)齒輪，則其噪聲比金屬齒輪大為降低，但這主要用于對(duì)強(qiáng)度要求不高的汽油車上。國外有的小型車用內(nèi)燃機(jī)上采用彈性隔振齒輪，這種齒輪分成輪體和齒圈兩部分，中間采用橡膠隔振。盡管采取以上種種措施，但轎車發(fā)動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)速已高達(dá)7000r／min，所以正時(shí)齒輪噪聲還是很高。 發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲主要有進(jìn)氣噪聲和排氣噪聲。進(jìn)氣噪聲從成因來分析主要有兩種：一個(gè)是管內(nèi)的脈動(dòng)噪聲，另一種是渦流噪聲。排氣噪聲的產(chǎn)生原因和進(jìn)氣噪聲類似，其中也可分為兩類：一是管內(nèi)的具有基頻的脈動(dòng)噪聲，另一種是渦流噪聲。圖33 排氣系統(tǒng)噪音的產(chǎn)生進(jìn)氣噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要噪聲源之一。系發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲，隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而增強(qiáng)。非增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣噪聲主要成分包括周期性壓力脈動(dòng)噪聲、渦流噪聲、汽缸的亥姆霍茲共振噪聲等。增壓式柴油機(jī)的進(jìn)氣噪聲主要來自增壓器的壓氣機(jī)。對(duì)此。最有效的方法是采用進(jìn)氣消聲器。類型有阻性消聲器(吸聲型)、抗性消聲器(膨脹型、共振型、干涉型和多孔分散型)和復(fù)合型消聲器。將其與空氣濾清器結(jié)合起來(即在空濾器上增設(shè)共振腔和吸聲材料，例R3238型)就成為最有效的進(jìn)氣消聲器，消聲量可超過20 dBA。降低排氣噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)空氣動(dòng)力噪聲的主要部分，要優(yōu)先給予降低。降低排氣噪聲主要是通過研制開發(fā)高效消聲器來實(shí)現(xiàn)的。近年有報(bào)道說，英國采用杜邦公司的氯丁橡膠以及玻璃纖維、鋁箔等材料制成的新型消聲器材，與傳統(tǒng)消聲器相比，可使普通轎車的噪聲聲壓級(jí)下降20％ ～25％。意大利佩魯賈大學(xué)以“噪聲抵消噪聲” 的理論為依據(jù)，在消聲器內(nèi)裝上4只喇叭，它們能發(fā)出一種和發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲反向的聲音，并可隨著汽車行駛速度的變化，不斷調(diào)整反向聲響的強(qiáng)度，有效地抵消噪聲，取得了很好的效果，甚至能將85dB降為70dB。此外，也有一些其他的空氣動(dòng)力噪聲，如風(fēng)扇噪聲。風(fēng)扇噪聲主要由葉片的旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。圖34 風(fēng)扇噪音的產(chǎn)生降低鳳扇噪聲的措施有：1) 適當(dāng)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速：風(fēng)扇噪聲隨轉(zhuǎn)速的增長率遠(yuǎn)比其他噪聲大，可能在保證冷卻風(fēng)量和風(fēng)壓的前提下降低轉(zhuǎn)速。2) 采用葉片不均勻分布的風(fēng)扇：葉片均勻分布的風(fēng)扇往往會(huì)產(chǎn)生一些聲壓級(jí)很高的有調(diào)節(jié)器成分。當(dāng)葉片不均勻布置后，一般可降低風(fēng)扇中那些突出的線狀頻譜成分，使噪聲頻譜較為平滑。3) 用塑料風(fēng)扇代替鋼板風(fēng)扇：能達(dá)到降低噪聲和減少風(fēng)扇消耗功率的效果，但目前成本還稍高于鋼板風(fēng)扇。4) 在車用內(nèi)燃機(jī)上采用風(fēng)扇自動(dòng)離合器：試驗(yàn)表明，在汽車行駛中，需要風(fēng)扇工作的時(shí)間一般不到1 0％ 。因此，裝用風(fēng)扇離合器不僅可使內(nèi)燃機(jī)經(jīng)常處在適宜溫度下工作和減少功率消耗，同時(shí)還能達(dá)到降噪的效果。5) 風(fēng)扇和散熱器系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)：諸如發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)扇的距離、風(fēng)扇與散熱器的距離、風(fēng)扇和風(fēng)扇護(hù)罩的位置及護(hù)罩的形狀、空氣通過散熱器的阻力等都會(huì)對(duì)冷卻風(fēng)量的充分利用產(chǎn)生影響。合理布置和設(shè)計(jì)都有可能達(dá)到降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的。輪胎的噪聲可以分為兩種：一種是輪胎直接放射出來的噪聲，稱為直接噪聲或車外噪聲；另一種是輪胎直接或間接地成為激振源，振動(dòng)通過懸架和車架傳至車身，成為車廂內(nèi)的噪聲，稱為間接噪聲或車內(nèi)噪聲。對(duì)于大、中型載重車的輪胎，直接噪聲占據(jù)汽車總體噪聲的分量很大，因此成為噪聲公害，故對(duì)輪胎噪聲來說，一般指的就是直接噪聲。間接噪聲又可分為兩類：一是以輪胎的均勻性不良為主要原因，使輪胎本身成為激振源，而發(fā)生的噪聲；二是由于路面凹凸不平，使得路面激勵(lì)成為主要原因，引起輪胎彈性振動(dòng)，并以車身為媒介發(fā)生車內(nèi)噪聲。直接噪聲可作如下分類：1）輪胎花紋噪聲由于輪胎滾動(dòng)，在接地時(shí)胎面花紋溝部的容積減小，溝內(nèi)包含的空氣被擠出；而當(dāng)胎面離地