【正文】 時(shí)的基準(zhǔn)聲強(qiáng)，L0=1012 [ W/m2 ]。聲功率 W 聲源在單位時(shí)間內(nèi)所輻射的總能量 [ W ]。W=242。sInds其中S — 包圍聲源的封閉面面積；In — 聲強(qiáng)在微元面積ds法線方向的分量。（1）在自由場中，聲波球面輻射，則 I球=W4pr2=W [ W/m ]2（2）在開闊地面上，聲波半球面輻射，則 I半球2pr2 [ W/m ] 聲功率級(jí) Lw — 無因次參數(shù)W Lw=10lg [ dB ]W0=1012 [ W ]。聲壓級(jí) Lp，聲強(qiáng)級(jí) LI和聲功率級(jí) Lw的范圍均為 0～120 [ dB ]。其中W0 — 基準(zhǔn)聲功率，W07 頻率與頻帶人耳能聽到的聲音頻率范圍為20～20,000 [ Hz ]。將其分為若干個(gè)頻率段 — 頻帶或頻程。常用倍頻程和1/3頻程。倍頻程的中心頻率 — ，63，125，250，500，1000，2000，4000，8000，16000?中心頻率f中，上限頻率f上和下限頻率f下的關(guān)系為1f中； f上=2f下。f上=2f中； f下=2 頻譜圖 — 橫坐標(biāo): 頻率（頻帶），縱坐標(biāo): 聲壓級(jí) Lp，聲強(qiáng)級(jí) LI或聲功率級(jí) Lw。（二）主觀評(píng)價(jià) — 響度級(jí)即使聲壓級(jí)相同，而頻率不同，人耳所感受到的聲音響度就會(huì)不同，主觀評(píng)價(jià)參數(shù) — 響度級(jí) [ 方 ]（[ phon ]）。以1000 [ Hz ] 的純音為基準(zhǔn)聲音，當(dāng)某噪聲的響度與某聲壓級(jí)的純音響度相同時(shí)，則該純音的聲壓級(jí) [ dB ] 即為該噪聲的響度級(jí) [ phon ]。如圖的ISO等響曲線由大量試驗(yàn)得出 100 Hz以下的噪聲，雖然聲壓級(jí) [ dB ] 較高，但響度級(jí) [ phon ]卻低，人耳不敏感。低頻、低聲壓級(jí) [ dB ] 的噪聲，人耳聽不到。同一聲壓級(jí) [ dB ]下，人耳對(duì)頻率為3000～4000 Hz的噪聲（波谷）最為敏感，其響度級(jí) [ phon ] 最高。聲壓級(jí)高于100 [ dB ] 時(shí)，等響曲線平緩，響度級(jí) [ phon ] 僅與聲壓級(jí) [ dB ] 有關(guān)，而與頻率 [ Hz ] 幾乎無關(guān)。說明對(duì)于高 [ dB ] 的噪聲，人耳已分辨不出高、低頻了。二 發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲分析（一）車輛噪聲源 與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n有關(guān)的噪聲源進(jìn)、排氣噪聲；旋轉(zhuǎn)件噪聲 — 風(fēng)扇，空氣壓縮機(jī)，發(fā)電機(jī)和空調(diào)等。2 與車速有關(guān)的噪聲源傳動(dòng)噪聲 — 變速器，傳動(dòng)軸等；空氣動(dòng)力噪聲 — 輪胎噪聲，車體噪聲等。（二）發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲源 — 主要噪聲源 1 直接傳向大氣的噪聲源進(jìn)、排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲等 — 屬于空氣動(dòng)力噪聲。2 發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲源由發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的機(jī)械振動(dòng)引起。Dp（1）燃燒噪聲 — 173。，pmax173。，還與發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的強(qiáng)度、剛度有關(guān)。Dj（2）機(jī)械噪聲 — 發(fā)動(dòng)機(jī)零部件之間的間隙撞擊和零部件彈性變形，導(dǎo)致零部件振動(dòng)引起。三 發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的防治（一）降低燃燒噪聲Dp1 采用油膜蒸發(fā)型混合氣形成方式 — M過程 174。 175。，pmax175。DjDp2 盡量使噴油先緩后急 — 推遲噴油開始時(shí)刻 174。 175。，pmax175。Dj3 使用十六烷值高的燃料 174。 ti175。（二）加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度加固主軸承，多加和加固加強(qiáng)筋。（三）采用隔聲罩殼材料: 鋼板、玻璃纖維和其它消聲材料。部位: 曲軸箱側(cè)壁和排氣總管。（四）采用排氣消聲器排氣消聲器 — 聲濾波器，隨頻率變化。阻性消聲器 — 主要用于小轎車聲學(xué)性能主要取決于聲吸收構(gòu)造和材料的流動(dòng)阻力。降低噪聲的頻帶較廣。2 抗性消聲器 — 主要用于載貨汽車聲學(xué)性能主要取決于消聲器的幾何形狀，造成排氣聲能阻抗失配。阻抗失配使部分聲能在消聲器內(nèi)來回反射震阻礙向外輻射。3 阻抗復(fù)合式消聲器 — 用于各種汽車以抗性消聲器為基礎(chǔ)，同時(shí)采用吸聲材料，可使排氣噪聲大幅度降低。（五）低噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)在滿足基本性能的前提下，按降聲原理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)。167。52 發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染及防治 一 發(fā)動(dòng)機(jī)的污染源（一）排氣污染 — 占發(fā)動(dòng)機(jī)總污染量的65～85% 1 一氧化碳 CO 2 氮氧化合物 NOx 碳?xì)浠衔?HC 4 燃料液滴和炭粒 5 各類鉛、硫化合物（二）曲軸箱通風(fēng)污染 — 占發(fā)動(dòng)機(jī)總污染量的20%左右主要是碳?xì)浠衔?HC。（三）汽油箱通風(fēng)污染 — 占發(fā)動(dòng)機(jī)總污染量的5%左右主要是碳?xì)浠衔?HC。（四）化油器浮子室及油泵接頭處的泄漏污染 — 占發(fā)動(dòng)機(jī)總污染量的 5～10% 主要是碳?xì)浠衔?HC。（五）含鉛、磷汽油所形成的鉛、磷污染本課程只討論第一項(xiàng) — 發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣污染。二 發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的形成、危害和防治（一）一氧化碳 CO 1 形成C + O 174。 CO [ + O ] 174。 CO2 [ 中間產(chǎn)物 ] 產(chǎn)生的原因是缺氧。汽油機(jī)上 — a 1 的濃混合氣；柴油機(jī)上 — a 1，但局部過濃的混合氣。2 危害煤氣中毒 — 人體血液中的血紅素對(duì)CO的親和力比對(duì)O2的高，引起含CO的血紅素所占比例增高，造成人體缺氧窒息。3 防治（1）稀薄燃燒與高能點(diǎn)火使混合氣的 a173。，而又能夠正常燃燒。（2）縮小燃燒室的激冷區(qū)激冷區(qū) — 燃燒室中由兩個(gè)以上冷表面構(gòu)成的狹窄空間，如擠氣間隙。激冷效應(yīng) — 靠近激冷區(qū)的可燃混合氣，熱損失過多而不能著火?？s小燃燒室的激冷區(qū) 174。 燃燒易于完全 174。 CO175。（二）氮氧化合物 NOx 1 形成（1）燃燒溫度高（2）高溫持續(xù)時(shí)間長（3）火焰前鋒面中氧氣的濃度高產(chǎn)生的原因是高溫。2 危害（1）與肺中的水蒸汽粘合而形成稀硝酸，引起肺水腫和肺氣流阻力明顯上升。（2）與HC反應(yīng)生成光化學(xué)過氧化物，是光化學(xué)煙霧的主要成分。3 防治（1）降低壓縮比 e 174。 缸內(nèi)溫度175。 174。 NOx175。（2）減小點(diǎn)火提前角 q 174。 缸內(nèi)溫度175。 174。 NOx175。（3）廢氣再循環(huán)，缸內(nèi)噴水，采用乳化油，a175。 或 a173。 174。 缸內(nèi)溫度175。 174。 NOx175。（4）分層燃燒 174。 降低混合氣的均勻性 174。 缸內(nèi)溫度175。 174。 NOx175。（5）加強(qiáng)燃燒室內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)174?；旌蠚饣旌?、燃燒迅速174。高溫持續(xù)時(shí)間175。174。NOx175。（三）碳?xì)浠衔?HC 1 形成（1）局部混合氣過濃或過稀使氧化反應(yīng)減慢，熱損失相對(duì)增加，不能著火。（2）某微小單元的混合氣面容比大，熱損失大，不能著火。（3）激冷效應(yīng)。2 危害（1） — 致癌物質(zhì)。（2）苯甲醛和丙烯醛 — 強(qiáng)烈刺激眼睛和呼吸器官。（3）光化學(xué)煙霧的主要成分。3 防治（1）降低壓縮比 e 174。 膨脹沖程中燃燒室壁面溫度和排氣溫度173。 174。 HC175。（2）改善燃燒室形狀，降低面容比 174。 散熱損失175。 174。 HC175。（3）稀薄燃燒與高能點(diǎn)火 174。 燃燒完全程度173。 174。 HC175。（4）減小點(diǎn)火提前角 q 174。 HC在膨脹和排氣沖程中燃燒掉。（5）縮小燃燒室的激冷區(qū) 174。 燃燒易于完全 174。 HC175。（6）加強(qiáng)燃燒室內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng) 174。 混合氣混合、燃燒完全 174。 HC175。（7）曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)HC — 空氣濾清器 174。 進(jìn)氣管 174。 缸內(nèi)再燃燒。（四）燃料液滴和炭粒 1 燃料液滴柴油機(jī)冷起動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)冒藍(lán)、白煙。藍(lán)、白煙之間沒有嚴(yán)格的成分差異，均為燃料液滴或水蒸汽，只是微粒的直徑不同而對(duì)光線的反射不同而已。2 炭粒柴油機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)冒黑煙。（1）形成缺氧，致使燃燒中間產(chǎn)物CC，HC裂化，再聚合成炭粒。柴油機(jī)緩燃期中形成最多。（2）危害A 燃燒不完全 174。 經(jīng)濟(jì)性175。，動(dòng)力性175。B 污染大氣。C 炭粒沉積在活塞、燃燒室和排氣門等零件表面，使運(yùn)動(dòng)件摩擦損失增大，甚至卡死。（3）防治A 稀薄燃燒與高能點(diǎn)火 174。 燃燒完全程度173。 174。 炭粒175。B 改善霧化質(zhì)量 174。 混合氣混合、燃燒完全 174。 炭粒175。C 加強(qiáng)燃燒室內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng) 174。 混合氣混合、燃燒完全 174。 炭粒175。D 改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用，加速混合氣形成，提高燃燒速率。E 采用乳化油 174。 缸內(nèi)溫度175。 174。 中間產(chǎn)物的熱裂反應(yīng)明顯減少。F 加入消煙添加劑 — 鋇鹽，但有毒。G 后期處理小顆粒的炭粒經(jīng)過靜電、過飽和水蒸汽、超聲波而聚合成較大顆粒的炭粒，再通過除塵過濾器予以凈化。（一）a 163。 1－汽油機(jī) 假設(shè)燃料中的C 燃燒全部生成了CO和CO2。其中CO是中間產(chǎn)物，即不完全燃燒產(chǎn)物。CO2是最終產(chǎn)物，即完全燃燒產(chǎn)物。gC2 化學(xué)反應(yīng)方程式=gCO+gCO2 C+O2174。COC+O2 H23 需要總的O2量174。CO2+1O2174。H2O 21O2174。CO C+O2174。CO2C+2gCO2gCO2gCOgCO kmol kmol gCO kg kmol gCO kg224121212gCgCO2gCO kmol kmol gCO kg1224 H2 kmol +1O22174。H2Okmol gH kmol 24 燃料中所含的O2量 gHgH kg 4gO gO [ kg ] = [ kmol ]325 空氣中的O2量 = 總的O2量－燃料中所含的O2量gCO2gHgO1 =(gCgCO2)++2412432gCgHgOgCgCO2 =(+)+124322424gCgCO21gCgHgO =+[L0=(+)] gCO=24180。(1a)gCO=gC24180。(1a)gC=gCO+gCO 分析（1）當(dāng)L=L0時(shí)，a = 1，A/F=L0gCO2=gCgCO=0,gCO2gC（2）a175。 174。 gCO0,（3）a175。 174。 使gC=gCO時(shí)gCO=0，C全部生成CO。此時(shí)的過量空氣系數(shù)稱為臨界a值。記為acr。gC 所以 acr=124180。（4）a175。175。 174。 aacr此時(shí)理論上gCgCO，析出炭粒。一般柴油機(jī)的acr=～。（二）a 1－柴油機(jī)混合氣混合不均勻，局部過濃或過稀，造成燃燒不完全。缸內(nèi)情況十分復(fù)雜。三 燃料和可燃混合氣的熱值（一）燃料的熱值kg 燃料完全燃燒所產(chǎn)生的熱量 [ kJ ]。加入水的汽化潛熱的熱值－高熱值不加入水的汽化潛熱的熱值－低熱值 hu發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)高溫，水只能以氣態(tài)存在，故應(yīng)取不加入水的汽化潛熱的熱值，即低熱值。汽油: hu=44100 [ kJ/kg ]；柴油: hu=42500 [ kJ/kg ]（二）可燃混合氣的熱值hu Hu= [ kJ/kmol ]M1167。18 發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的著火和燃燒方式 P 一 混合氣的著火（一）柴油機(jī)－低溫多級(jí)自燃 1 t1階段－混合階段在壓縮過程終了時(shí)，燃料噴入汽缸內(nèi)形成 可燃混合氣。燃料遇到溫度較高的空氣，開始 氧化，但速度緩慢，示功圖上的壓縮線沒有明 顯的變化?；旌想A段，為著火做準(zhǔn)備。2 t2階段－第一級(jí)反應(yīng)燃燒的實(shí)質(zhì)是燃料的氧化反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)速 度很快時(shí)，火焰就會(huì)出現(xiàn)。經(jīng)過t1時(shí)間后，反應(yīng)加劇，出現(xiàn)冷火焰，缸內(nèi)壓力超過壓縮壓力。在這一階段，反應(yīng)生成醛類、過氧化物和一氧化碳等中間產(chǎn)物。要求混合氣較濃，a = ～。3 t3階段－第二級(jí)反應(yīng)溫度、壓力升高較大，產(chǎn)生許多化學(xué)反應(yīng)的活性中心，出現(xiàn)藍(lán)火焰?；旌蠚庀〉枚?，a略小于1。t1+t2+t3時(shí)間后－第三級(jí)反應(yīng)活性中心劇增，化學(xué)反應(yīng)加速，熱積累劇烈，發(fā)生爆炸，出現(xiàn)熱火焰?；旌蠚飧?，a 187。 1。t1+t2+t3－著火延遲期（二）汽油機(jī)－高溫單級(jí)點(diǎn)燃 壓縮的是燃料與空氣的混合氣體, 在此過程中, 已經(jīng)進(jìn)行了一些化學(xué)反應(yīng)。火花點(diǎn)火, 局部溫度高達(dá)20000℃以上, 該處燃料分子直接分裂成大量的自由原子與自由基, 迅速反應(yīng)出現(xiàn)熱火焰, 瞬間擴(kuò)大到整個(gè)燃燒室內(nèi)。所以, 汽油機(jī)著火過程：壓縮混合氣 174。 點(diǎn)火（經(jīng)短暫著火延遲期）174。 熱火焰三 燃燒方式（一）同時(shí)爆炸燃燒取某一部分為系統(tǒng), 著火前后整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)部分的相完全均勻一致。即相只隨 t（時(shí)間）座標(biāo)變化, 而不隨 x（位移）座標(biāo)變化, 為單相系, 均勻系。柴油機(jī)上, 由于混合氣分配不是十分均勻, 總有某一部分混合氣最先著火（一般在噴油嘴附近）, 取這一部分為系統(tǒng), 則系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)的就是同時(shí)爆炸燃燒。汽油機(jī)上, 由于火焰有傳播速度（雖然很快, 但相對(duì)同時(shí)爆炸燃燒卻很?。? 傳播逐次進(jìn)行, 故顯然不是同時(shí)爆炸燃燒。但火花塞間隙處的少量混合氣在電火花作用下, 可實(shí)現(xiàn)同時(shí)爆炸燃燒，從而形成火焰中心。（二）逐漸爆炸燃燒 汽油機(jī)－火焰?zhèn)鞑?。兩相系－混合氣相（未燃區(qū)），燃燒產(chǎn)物相（已燃區(qū)）。加熱從火花塞開始，緊靠火花塞的那一部分混合氣首先被加熱, 使氧化或活性中心增多, 發(fā)生燃燒。燃燒又加熱下一層??, 一層一層傳播。燃燒主要在火焰前鋒面內(nèi)進(jìn)行。火焰前鋒面前方的未燃區(qū)中是混合氣，火焰前鋒面后方的已燃區(qū)中為燃燒產(chǎn)物和一小部分在火焰前鋒面中沒有燃燒掉的燃料繼續(xù)燃燒。（三）擴(kuò)散燃燒柴油機(jī)的燃燒方式, 三相－燃料相, 空氣相, 燃燒產(chǎn)物相。柴油燃點(diǎn)比汽油低, 但在日常生活中汽油卻比柴油易燃, 原因就在于汽油的揮發(fā)性好, 油與空氣形成混合氣較快, 物理準(zhǔn)備過程已經(jīng)就緒, 一點(diǎn)即燃。柴油機(jī)中燃燒的快慢卻主要取決于物理準(zhǔn)備過程進(jìn)行的快慢。油滴遇熱蒸發(fā)形成燃料蒸汽, 然后才能燃燒, 并非油滴與空氣接觸就可燃燒。為防止燃燒產(chǎn)物將油滴與空氣隔開, 將組織空氣相對(duì)于油滴的氣流運(yùn)動(dòng), 將燃燒產(chǎn)物拋在后面。發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程燃燒是做功之本。燃燒需要空氣與燃料。重量比 容積比燃料 1 1 液態(tài)空氣 15 1000 氣態(tài)燃料受機(jī)械控制，容易加入。而汽缸容積就那么大，要想多加空氣就要困難得多。因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程的研究就顯得尤為重要了。167。21 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程 一 配氣定時(shí)與工程熱力學(xué)中介紹的不同, 進(jìn)排 氣門的開啟、關(guān)閉也需要時(shí)間, 故在下止點(diǎn)前排氣－排氣提前角40176?！?0176。 在上止點(diǎn)后關(guān)閉