高等内燃机学

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1、内燃机噪声与控制—Jgjjg随着人类社会工业的不断发展，噪声这种公害日趋严重，对人类活动和环境造成了严重的影响。对城市环境噪声影响最人的是各种声强起伏很人的非稳态噪声，起主要影响作用的是交通噪声，而内燃机作为各种交通运输工具的主要动力,是城市环境噪声的主要来源。内燃机的噪声污染不同程度地危害和影响了人们的健康、休息和正常工作，已成为世界各国城市和工矿企业一种严重的环境污染。因此，国内外都制定了许多有关噪声控制的标准和法规，噪声控制已成为保证内燃机产品的一项重要的质量标准，并直接影响到创造优质产品以及产品在市场的竞争力。所以内燃机噪声控制问题日益受到人们的重视。二、内燃机的噪声源根据内燃机的

2、工作原理、工作状态及声学理论，可将内燃机的主要噪声源分为3种：空气动力性噪声、机械噪声、燃烧噪声。空气动力噪声主要包括进气噪声；排气噪声是内燃机中最大的噪声源；风扇噪声在风冷内燃机中也是主要噪声Z-O而机械噪芦又有活塞敲击噪芦、配气机构噪声、齿轮噪声和喷油泵噪声等。通常把机械噪声和燃烧噪声又合称为表而辐射噪声。三、内燃机噪声及控制主要措施声源控制是降低噪声的最直接有效的方法，因此降低内燃机噪声的主要措施要从噪声的声源入手，首先要查明各噪声源中最大的噪声成分和特性，然后通过相关技术有针对性的采取相关措施将噪声尽可能降至最低程度。1燃烧噪声及控制燃烧噪声主要是由于气缸在燃烧过程产生的结构震动和

3、气缸内气体压力剧烈变化引起的，包括动力载荷变化及冲击波引起的高频振动。影响因索及控制（1）燃烧室结构：内燃机的燃烧室结构形式及整个燃烧系统的设计对燃烧室压力升高率，最高燃烧压力和气缸压力频谱曲线都冇明显影响，对燃烧噪声的影响很大，柴油机影响效果更大。由此可见降低气缸压力为有效控制燃烧噪声的方法之一，资料表明采用低噪声的燃烧室即半开式燃烧室为优选。（2）压缩温度和压力：提高压缩比口J以提高压缩终了的温度和压力，从而缩短滞燃期，降低压力升高率，使燃烧噪芦降低。但压缩比的增高会使气缸压力增大，导致活塞撞击噪声增加，不会降低内燃机的总噪声。（3）点火提前角：大多数柴油机的燃烧噪声岁点火天前角的减少

4、有所降低,但是燃油消耗率会增加。如果缸套等结构的刚性大，自振频率超过高频振动频率时，此时点火提前角变化对柴油机的燃烧噪声影响不大。正常燃烧吋汽油机的点火提丽角对汽油机噪声影响较复朵，有时大，有时小。（4）负荷的影响：随着负荷的增加，每循环放热量增加，最大燃烧压力及压力比升高比（柴油机）升高噪声增强。但随着负荷的在增加燃烧室壁温度升高,气缸与活塞间隙减小，有吋噪声减轻，所以负荷对内燃机噪声影响不大。所以应从激励源和传播途径两方面來考虑降低噪声。从传播途径上可以通过改变发动机结构來提高燃烧噪芮的衰减量，例如选用较小的气缸直径，减小曲柄连朴机构各部分的间隙等，捉高缸套和机体刚性以及采用隔声及隔振

5、措施；从产牛原因考虑应该降低气缸压力级例如，选用低噪声燃烧室；合理组织供油过程,缩短着火延迟期，降低压力升高率使燃烧噪声降低；提高燃烧室壁温等措施。2机械噪声及控制机械噪声主要是内燃机各运动零部件在运转过程中受气体压力和运动惯性力的周期变化所引起的振动或互相冲击而产牛的，机械噪声主要包描活塞敲击、齿轮噪声、配气机构噪声、轴承噪声、高压油泵噪声、不平衡惯性力和惯性力矩引起的机体振动噪声。零部件冇活塞、气缸套、气缸体、连杆、曲轴、配气机构、传动齿轮及喷油泵等。影响机械噪声的因素有结构刚度、零件加工精度和表面粗糙度、零件材料、运动件间隙及运转速度等。2.1活塞噪声活塞对气缸壁的敲击是内燃机最大的

6、机械噪声源。内燃机运转吋，活塞在上、下止点附近受侧向力作用产生曲一侧向另一侧的横向移动，从而形成活塞对缸壁的强烈敲击。活塞对缸壁的敲击主要是由于它们Z间存在着间隙。彩响活塞敲击噪声的因素冇活塞间隙、活塞质量、活塞高度、活塞销偏移、活塞环数量。降低活塞的敲击噪声可适当减小活塞和气缸间的间隙，活塞裙部开横向绝热槽和纵向斜切槽，或采用椭圆鼓形活塞、镶钢片活塞、热膨胀系数小的（过）共晶铝硅合金活塞都可以达到减少活塞配缸间隙的目的。还可采用将活塞销孔中心偏置气缸屮心线来减轻活塞对缸壁的敲击噪声。2.2配气机构噪声四冲程内燃机常采用气门一凸轮式配气机构，由于该机构环节多、刚度差的原因，易激发振动噪声。

7、配气机构产生噪声的主要原因是气门在周期性开启、关闭的各个过程中产生撞击，从而形成振动。在高速时又伴随着气门的跳动，更加剧了撞击的次数和强度，使振动增加。配气机构噪声与气门机构的型式、气门间隙、气门落座速度、材料、凸轮型线、凸轮和挺柱的润滑状态、内燃机的转速等因素有关。控制配气机构噪声的主要措施有以下几方面：①选用性能良好的凸轮型线。常用的缓冲曲线形式有等加速一等速缓冲曲线、余弦型缓冲曲线、摆线型缓冲曲线。②提高配气机构的