汽车进气系统的噪声与振动

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1、（一）进气系统空气是燃烧最重要的成分之一。空气是通过进气系统进入发动机汽缸的，与燃油混合。点火后,燃油在空气屮燃烧后释放出化学能量，化学能量转变成热能，然后再转变成机械能量。机械能量推动福柄连杆机构做工，然后推动汽车前进。进入汽缸的空气越多，燃烧的效率就越高。提高进气量的途径有两个，一是减小进气阻力，二是减小排气系统的背压。lo进气系统的结构：图1为一个进气系统的示意图。进气系统可以分成两部分：发动机进气多支管系统和空气进入系统。多支管系统包括进气分管和进气总管。空气进入系统包括进气控制阀，怠速进气通道，柔性连接管，干净空气管，四分之一波长管，空气

2、过滤器，空气过滤网，赫尔姆兹消音器，进气管等等。101-—进气分管，2—-进气总管，3—-进气控制阀,空气管，7-一四分之一波长管，8-一空气过滤器,进气管图1一个进气系统的示意图。4-一怠速进气通道，5—-柔性连接管，6—T净9一-空气过滤网，10—-赫尔姆兹消音器，11-一2o工作原理空气从进气管口进來，流入到空气滤清器，空气中的灰尘和杂质被过滤网滤掉。干净的空气流入到干净空气管。进气导管上安装著一个或者两个空气质量流传感器（MAPS）,传感器控制进入汽缸的空气量。这个传感器是由发动机电子控制系统来控制，发动机电子控制系统将利用质量空气流传感器

3、的信号来调节空气•燃汕的比例，使其达到最佳。空气控制伐控制著进入汽缸的空气流量，从而控制著发动机输出功率大小。当阀门全关闭的时候，怠速控制阀工作，來调节发动机的怠速。3O进气系统功能：进气系统有下血儿个功能：1）。调节空气为燃汕流量的比值。控制进气量的多少，使得进入发动机汽缸的空气量最佳。调节泄露空气使其再利用，使凸轮轴泄露的气体再进入进气系统。2）。保护外界杂质和不需要的成分对发动机的损坏。空气过滤器阻止外界杂质进入汽缸，从而防止发动机磨损，这样nJ以提高发动机的可靠性。排气进口的设计还要保证水和雪不能进入进气系统。3o测量进气量。在不同的工况F

4、,空气少燃汕的比例是不一样的。在干净空气管道上安置著一个空气控制筏。这个控制筏与发动机的电子控制系统（EEC）连接，这样就控制喷入汽缸的燃油量,使进入到发动机的空气量最佳，空气分配合理。4）。降低噪声。进气系统是汽车最主要的噪声源之一。进气系统都安装有消咅元件，如扩张消音器（过滤器）、赫尔姆兹消音器、四分之一波长管等等。5。辅助其他系统的安置。附近的一些小部件会安装在进气系统上。4o降低噪声与减小功率损失的平衡如果发动机不与进气系统连接，那么进气阀门处的气压就是大气压。可是当发动机接上一个进气系统厉，进气阀门处的气压增高。这个压力称为背压，我们将在

5、木章后面一部分详细介绍背压问题。背压增高，空气在进气系统中运动将消耗一部分能量，既消耗发动机的能量。如果进气管道截而积越大，空气流通就越顺畅，因此，功率损失就越小。中高档次汽车的进气功率的损失-•般在2%到4%Z间。发动机在运动的时候，在进气口处产生巨大的噪声。除了安装消音元件來消除噪声外,我们希望进气管道截面积小，这样噪声就更低。所以减小进气系统功率损失与降低进气口噪声对进气管道截面积的要求是相互矛盾的。这样在设计中就必须平衡这对矛盾。除了噪声与功率损失外，在设计进气系统时还要考虑振动、防水防雪等问题。图2列出了这些问题。图2进气系统设计时主要考

6、虑的问题进气系统消音元件声学评价指标消除噪声是进排气系统最主耍的功能之一。当设计一个进气系统或者排气系统的时候，一定耍考虑进气口利排气尾管口处的噪声特性，然后根据这些特性来选择系统中的消音元件。一个消音元件往往用于降低某个频率或者某个频段的噪声，所以了解单个元件的消音效果非常重要。当这些消音元件安装到系统中Z后，我们必须知道整个系统的消音效果。所以对单个消音元件和整个进气或者排气系统的消咅效果进行评价是噪声控制设计屮最重耍的问题。评价消音元件和系统的消音效果通常有四个评价指标：传递损失、插入损失、声级差和声压级。传递损失i般用來评价单个消音元件，插

7、入损失和声压级一般用來评价整个系统的消咅效果。声级差可以用丁单个消音元件和整个系统的评价。进气系统噪声与振动分析与设计一。进气系统的噪声问题进气系统的噪声是汽车最主要的噪声源之一。其噪声主耍是指进气口处的噪声。这个噪声源离车厢的距离很近，所以对车内噪声贡献非常人。同时，进气口噪声也是汽车最主耍的通过噪声源。另外，如果空气过滤器和消音元件的刚度不足，就会引起很大的辐射噪声。本节主要介绍进气口噪声。进气系统消声元件包括扩张消咅器和旁支消咅器。空气过滤器除了过滤空气外，还起到扩张消音器的功能。旁支消音器包括赫尔姆兹消音器和四分之一波长管。进气系统声学设计

8、的第一个问题是消音容积。消音容积一般是指空气过滤器和赫尔姆兹消音器的容积Z和。一般來说，消音容积越大越好。对扩张消音器來说