柴油机噪声研究汇报1

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1、柴油机噪声研究汇报摘要：关键字：噪声噪声识别引言噪声对人的听觉器官、神经系统、心血管系统、胃肠道系统等有不良影响；妨碍眨眼、影响工作学习；还会产生结构物声疲劳，使结构物受到损伤。为了防止噪声污染，国内外都制定了许多有关噪声控制的标准和法规，并「1-愈来愈严格。内燃机作为动力机械其噪声控制问题也引起各界重视。内燃机噪声分为机械噪声、空气动力性噪声和燃烧噪声。燃烧噪声对内燃机整机噪声的贡献占•有重要地位的。通常把燃料在气缸内燃烧时使缸内压力急剧上升产生的动载荷和冲击波引起的高频振动经气缸盖、气缸套、活塞一连杆一曲轴

2、及主轴承传至机体以及通过气缸盖等引起内燃机结构表面振动m谕射出来的这部分噪声称为燃烧噪声。内燃机的机械噪声是指由于气体力和惯性力的作丿ij,使运动零件越过配合间隙产生撞击而激发的噪声，以及市于机图1内燃机噪声分类械作用力的突然变动而激发的噪声，主要有活塞敲击噪声、齿轮啮合噪声、配气机构噪声、高压油泵噪声、轴承噪声、不平衡惯性力引起的机体振动和噪声。内燃机工作者在分析内燃机噪声的机理、进行噪声测试和声源识别、研制降噪产品等方面作了大量研究工作。文中将近年來内燃机噪声研究的发展及成果作了简略综述。1、燃烧噪声1.1

3、燃烧噪声的根源气缸内气体压力的剧变是内燃机产生燃烧噪声的根源，从机理分析冇三方面的原因。“、气缸内的压力剧变产生强烈的冲击性动力载荷，形成瞬间激励，并通过气缸体、活塞连杆机构、曲轴及其支承最后传到内燃机的整体，使整机产生结构振动。b、在滞燃期内，燃料着火与传播引起局部地区压力急剧升高，同时也传播着具有冲击性质的压力波。这种冲击波遇到燃烧室壁而后进行多次反射，就形成气体的高频振动，这种高频振动在膨胀行程小要保持相当长的时间，由此辐射出气缸内气体的高频噪声。1.2燃烧噪声频谱特性燃烧噪声源的强弱普遍用气缸压力的频谱

4、曲线來表示。气缸压力频谱曲线为气体压力、压力iiii线的形状积分、压力增长率及压力二次增长率等的两数。如图1所示,频谱曲线分为低频（300Hz以下）、中频（300~1000Hz）和髙频（1000Hz以上）三段，划分标准根据频率范围各不相同。低频段包括由气缸压力的基频开始的头几个谐波频率，在此段内，气缸压力级达到最人值，它的数值主要是由气缸最大压力值及压力曲线的形状所决定的；屮频段的特点是气缸压力级以对数规律作线性递减，该频段燃烧噪声主要由压力对数规律作线性递减，该频段燃烧噪声主要由压力升高率决定；高频段出现另一

5、个压力级的峰值，这个峰值是由气缸内气体的高频振动而引起的。气缸压力级频谱曲线的高频段愈高，柴汕机的燃烧噪声和总噪声水平均随燃烧压力振荡最人幅值的增加而升高。80220210200170160150丄1401301000000频率皿图1气缸内气体压力及其频谱曲线1.3燃烧噪声的传播途径燃烧噪声经由两条路径传播并辐射出來:一是经过气缸盖及气缸套经由气缸体上部向外辐射；另一条路径是经过曲柄连杆机构，即活塞、连杆、曲轴和主轴承经由气缸体下部向外辐射。1.4影响燃烧噪声的因索压力升高率是激发内燃机燃烧噪声的根木因索，而压

6、力升高率主要取决于滞燃期内形成的可燃混合气的数量。而影响滞燃期内形成的可燃混合气的数量冇很多，大致可以分为以下几种：1.4.1燃烧过程参数的影响燃烧过程对燃烧噪声的影响参数包括燃滞燃期、烧室壁面温度和燃烧室气体温度等。滞燃期短，说明在相同的喷汕始点时，燃烧开始点较早，在燃烧开始前那段时间内喷入的燃料量较少，因何在着火而形成的对燃混合气数量也较少，着火后压力增长较为缓慢；而滞燃期长，则着火前形成的可燃混介气数屋多，这些燃料在燃烧过程的第二阶段几乎同吋燃烧，致使气缸压图2燃烧噪声各影响因素拓扑图力升高率和最高燃烧压

7、力都比较高，从而激发强烈的燃烧噪声。奥地利AVL的RusT等通过测试燃烧室壁温，研究了瞬态工况变化对燃烧室壁血•温度的影响进而影响燃烧噪声的问题，但并未研究示功图以及压升率等反映燃烧过程粗暴性的定屋特征。天津大学卫海桥教授通过对瞬态•稳态过程的壁而温度差界的研究分析，从气体动力载荷和高频压力振荡两方血分析研究瞬态噪声与稳态噪声产牛•差界的机理。研究表明：1、壁面温度对气体动力载荷的影响主要体现在对滞燃期的影响，较高的壁面温度将缩短滞燃期,减少滞燃期内喷入的油量，发动机工作较为柔和，压升率下降，有利于降低燃烧噪声

8、；2、燃烧过程放热使得燃气温度急剧上升，而燃烧室空腔的各阶模态频率随空腔温度上升呈上升趋势，另一面燃烧室空腔随着活塞在上止点容积最小位置开始下移，容积增人，空腔声模态自振频率呈下降趋势，这种空腔的各阶模态频率的变化，将影响压力高频振荡频率和幅值变化，影响到鬲频燃烧噪声的辐射。燃烧室气体温度高低将影响滞燃期的长短，进而影响着火前形成的可燃混合气数量，从而彩响燃烧噪声。1.4.2结构参数的