內(nèi)燃機(jī)的主要噪聲源及其控制-資料下載頁(yè)
2025-05-14 02:07本頁(yè)面
【正文】 ，紊流所產(chǎn)生的聲強(qiáng)與流速的８次方成正比，頻率成分主要是高頻。 ⑷ 亥姆霍茲共振噪聲 ? 對(duì)于某些內(nèi)燃機(jī) ， 尤其是單缸機(jī) ， 排氣閥開(kāi)啟時(shí) ， 正在排氣的氣缸與排氣管相通 ， 該氣缸容積如同一個(gè)亥姆霍茲共振器 ， 由于氣缸內(nèi)氣體共振 ， 激發(fā)出噪聲 。 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)。因此，在排氣噪聲頻譜中與內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速變化無(wú)關(guān)的噪聲往往是亥姆霍茲共振噪聲。 )(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。又由于氣體的粘性，廢氣排出后，會(huì)帶動(dòng)排氣閥后的氣體一起運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生卷吸作用，使周圍氣體發(fā)生旋轉(zhuǎn)，形成渦流，輻射出渦流噪聲。另外，排氣閥附近存在著氣體壓力的不連續(xù)面。這種壓力不連續(xù)會(huì)產(chǎn)生沖擊波，因而產(chǎn)生沖擊噪聲。其峰值頻率為： dcSfrm ?（ ６ ） 排氣管內(nèi)壁面處的摩擦及紊流噪聲 （ ７ ） 排氣噪聲的其他一些組成聲源 （ １ ） 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷對(duì)排聲噪聲的影響 ? 對(duì)同一內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō) ， 對(duì)排氣噪聲影響最大的因素則是內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷 。 ? 各種內(nèi)燃機(jī)在轉(zhuǎn)速增加一倍時(shí) ， 空負(fù)荷的排氣噪聲增加 10～ 14dB（ A） ， 而全負(fù)荷的排氣噪聲僅增加 5～ 9dB（ A） 。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 。 （ ２ ） 不同類型內(nèi)燃同排氣噪聲的比較 ? （ a） 同等功率的二沖程機(jī)比四沖程機(jī)的排氣噪聲大 ， 主要原因是： ① 二沖程機(jī)為了充分換氣 ， 一般比四沖程機(jī)排氣開(kāi)始時(shí)刻早 ， 因而排氣開(kāi)始時(shí)氣缸壓力較高 ， 故排氣噪聲大些 。 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 。③ 為了保證掃效果 ， 二沖程內(nèi)燃機(jī)不宜采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的消聲器 。 （ b） 柴油機(jī)一般比汽油機(jī)的排氣噪聲大 ， 這是因?yàn)椋?① 柴油機(jī)工作時(shí) ， 最高爆發(fā)壓力和壓力增長(zhǎng)率均比汽油機(jī)高 ，因此同等功率相比 ， 柴油機(jī)排氣噪聲較大 。 ② 同一功率的內(nèi)燃機(jī) ， 往往汽油機(jī)的氣缸數(shù)較多 ， 因而改善了排氣系統(tǒng)中的氣流脈動(dòng) 。 （ ３ ） 渦輪增壓對(duì)排氣噪聲的影響 ? 采用渦輪增壓后 ， 由于氣閥啟開(kāi)瞬間所產(chǎn)生的噪聲通過(guò)渦輪機(jī)之后 ， 其能量將有很大衰減 ， 再自渦輪機(jī)排氣口排出時(shí)噪聲消失了 ， 而渦輪機(jī)排氣本身所具有的高頻渦流噪聲仍然具有較高噪聲 。 ? 一方面可以對(duì)噪聲源本身采取措施 ， 這需要從噪聲源機(jī)理分析入手 ， 采取相應(yīng)的對(duì)策 ， 但這些措施往往又要涉及到排氣系統(tǒng) ， 如凸輪軸 、 氣閥機(jī)構(gòu)以及氣缸蓋的設(shè)計(jì) ， 因而又要影響到內(nèi)燃機(jī)其他方面的性能 。 諸如 ， 改變排氣支管的布置 ， 使吹過(guò)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(kāi)； 使各排氣支管管口及各管之間連接處都有較大的過(guò)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 。 ? 第二方面的降噪減振措施包括采用消聲器和控制由內(nèi)燃機(jī)排氣支管傳來(lái)的機(jī)械振動(dòng)這些措施的采用不影響內(nèi)燃機(jī)性能，又比較易于實(shí)現(xiàn)，其中最主要、最簡(jiǎn)單的是采用排氣消聲器。 ? 為了控制排氣支管傳遞的振動(dòng) ， 可通過(guò)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 。 （ 1） 通過(guò)排氣支管結(jié)構(gòu)的變更來(lái)改善振動(dòng)特性 （ 2） 隔離排氣支管傳遞的振動(dòng) 風(fēng)扇噪聲 ? 風(fēng)扇噪聲由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。旋轉(zhuǎn)噪聲又叫葉片噪聲，是由于旋轉(zhuǎn)的葉片周期性地切割空氣，引起空氣的壓力脈動(dòng)而產(chǎn)生的，其基頻 ?1＝ nZ／ 60。風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使周圍氣體產(chǎn)生渦流，此渦流由于粘滯力的作用又分裂成一系列分立的小渦流。渦流和渦流分裂使空氣發(fā)生擾動(dòng)，形成壓縮與稀疏過(guò)程而產(chǎn)生渦流噪聲。 ? 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速 n 對(duì)其噪聲影響很大，轉(zhuǎn)速提高一倍時(shí)，聲壓級(jí)增加 11～ 17dB。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。
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