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1、发动机进气噪声产生的机理及其控制⑨发机/进”四小型内燃机No.4(Vo1.23)19841刖g发动机进气噪声产生的机理及其控制安徽省蚌埠肖汽车管理学院邵恩坡程汉华在城市噪声中，汽车噪声是主要成份之在汽车噪亩中，发动机噪声占主要成份,发动机噪声来0排气噪声进气噪声，风扇噪声，燃烧噪声和机械噪声等,其屮以排气噪声最大•进气噪声是发动机的空气动力噪声，在整个汽车噪声中，它不是主要的.但对于小型高速机和大型增压机来说，它的噪声有时可比发动机自身的噪声(燃烧噪声，机械噪声)高出5dB(),本文就进气噪芦产生的机理及消声作一些探讨.2进气噪声的产牛及其频率特性进气噪声是由进气门
2、周期性开闭而产生的压力起伏变化所形成的•当进气门开启牟o7时，在进气管中产生一个压力脉冲,随着活塞的移动，这个压力波很快受到阻尼，当进气门关闭时，同样产生一个压力脉冲，也是受到阻尼而迅速消失，在一个工作循环中，共有两个匿力脉冲.如图1是发动机转速为11oOr/minL~，进气门开，闭时所产生的压力脉冲波形圈•这样两个压力脉冲周期性地发生，就形成了周期陛的噪声•它的主要频率f受发动机转速的影响，其值为f=（Hz）n式中发动机转速（r/mjn）冲程数缸数图1进气门开,闲时压力脉冲谴形图（上接第43页）Acr/mlnjZDC一3000型Atr/mjn）ZDC一9000型图
3、7天津内燃机研究所电子设备厂生产的直电力测动机特性（I稿E期:1994.04.06）1994年（第23卷）第4期发动机进气噪声产生的机理及其控制45有吋其至会岀现f的2倍,3倍高次诣渡，其噪声频率一般较低，多在200Hz以下进气门开启后要持续一段时间才能关闭，其流通戴面是随时间而变化的因此，气体流至气门处的流速也是变化的•如果用平均流速来表示,495型柴油机当:2000r/min时进气平均流速为108m/s•上海490型汽油机当:4000r/min时进气平均流速是150m/s.高速气流流经进气门通道时形成涡流,产生了高频噪声而这个噪声的频率分布比较宽，主要频率分布在
4、IOOOHz以上,其噪声峰值频率为f:(Hz)式屮一一斯脫罗哈常数，一般取0.05进气门处的气流速度(m/s)d气门直径(m)此外，高逮气流流经进气管时,有时会产生空气柱共鸣•如果进气管屮空气柱的固有频率与周期性进气噪声的主要频率一致时，则进气管中的噪声更加突出.进气噪声的频率与进气门之前的系统结构有关，系统结构越复杂，装置越多，噪声频率越低•如不装进气支管进行测量，进气噪声的主要频率一般在1000Hz左右J而安装了进气支管或进气消声器以后，噪声的主要频率可以降到30〜150Hz范围内.大功率柴油机多装有废气涡轮增压器，在屮等负荷以上时，增压器压气机的转速通常都很高
5、，因此会产生压气机噪声故增压发动机比自然吸气式发动机的噪声较高•涡轮增压器的噪声是由叶片周期性地冲击空气，废气而产生的噪声及高速气流形成的涡流噪声所组成，它是一种连续的高频噪声，其主要频率分布在500-1OOOHz范围内，这种进气噪声的基频和高次谐波的峰值频率为,=K(Hz)60,_.压气机叶片数谐波次数,K=1,2,3……这种噪声与进气门处产生的空气涡流噪声有公共频带.3进气噪声与转速的关系进气噪声的大小与发动机进气方式(增压或自然吸气)，进气门结构尺寸,缸径，凸轮型线等设计因素有关当上述设计因素确定Z后，在各种使用因素屮，转速对发动机噪芦的影响最大对同一台发动机
6、来说，转速若增加一倍，进气噪声可增加10〜13dB(A),表1是一台柴油机在不同条件下转速与噪声的关系.从表屮可以看出，噪声随转速的变化是有规律的，是呈线性分布的，转速每增加倍，噪声级增加10dB以上.所以，对一般的柴油机可以近似地认为噪声与转速呈线性关系.表1转速11噪士dB(AIloo.l2oo.j3°°o兰兰ffl——一兰兰兰竺…11—8—51——兰兰兰竺Ij兰L安装小容积进气消声器力90102.5安装大容积进气消声器738799刷一发动机，不同的转速对应不同的噪声频率;在同一噪声频率值上，不同的转速有不同的噪声值•对一台四缸汽油机进行试验•不楷空气滤清器，当
7、节气门垒开时，转速取1500r/rain,2000r/min,3000r/min,4500r/min进彳亍试验,试验表明在不周的转速下测得噪声值及其对应的频率是不同的,如图3所示•由图可见:(1)各种转速下的噪声峰值多在50〜500Hz的范围J(2)小型内燃机o.4tVo1.23)1094高速时噪声高于低速时的噪声｝(3)随着转速提高,高频成份噪声值明显增加.翳鲁｛晕幽2发动机进气声噪声频谱如前所述转速增加噪声亦增加,但是不问频率的噪声随转速变化的响应性并不相同5OOHzfl,〜噪声，当转速变化时其噪卢值变化比较明显，而二次谐波的噪声随转速的变化就比较平缓.4负
