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關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)噪音源分析(下)
發(fā)布時(shí)間:2011-03-05

    發(fā)動(dòng)機(jī)的型式不同,其各噪聲源所占發(fā)動(dòng)機(jī)總噪聲的比例也不同。柴油機(jī)的主要噪聲源是燃燒噪聲,汽油機(jī)的主要噪聲源是進(jìn)、排氣噪聲和配氣機(jī)構(gòu)噪聲,風(fēng)扇噪聲在風(fēng)冷汽油機(jī)中是主要噪聲源之一。
   

    四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、燃燒和排氣行程構(gòu)成,從點(diǎn)火開始到燃燒結(jié)束期間是燃燒噪聲的主要產(chǎn)生期,快速燃燒仲擊和燃燒壓力振蕩構(gòu)成了氣缸內(nèi)壓力譜的中高頻分量。燃燒噪聲是具有一定帶寬的連續(xù)頻率成份,在總噪聲的中高頻段占有相當(dāng)比重。一般來說柴油機(jī)缸內(nèi)壓力較高,且壓力增長率最大值遠(yuǎn)高于汽油機(jī),所以柴油機(jī)的燃燒噪聲遠(yuǎn)高于汽油機(jī)。
   

    進(jìn)氣噪聲,進(jìn)氣噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要空氣動(dòng)力噪聲之一,它是由進(jìn)氣門的周期性開啟與閉合而產(chǎn)生的壓力起伏變化而形成的。當(dāng)進(jìn)氣門開啟時(shí),在進(jìn)氣管中產(chǎn)生一個(gè)壓力脈沖,而隨著活塞的繼續(xù)運(yùn)動(dòng),它受到阻尼;當(dāng)進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí),同樣產(chǎn)生一個(gè)有一定持續(xù)時(shí)間的壓力脈沖。于是產(chǎn)生了周期性的進(jìn)氣噪聲。其噪聲頻率成分主要集中在 200 HZ以下的低頻范圍。與此同時(shí),當(dāng)氣流以高速流經(jīng)進(jìn)氣門流通截面時(shí),產(chǎn)生湍流脫體,導(dǎo)致高頻噪聲的產(chǎn)生,由于進(jìn)氣門通流截面是不斷變化的,因此湍流噪聲具有一定的頻率范圍,主要集中在 1000 HZ以上的高頻范圍。進(jìn)氣管空氣柱的固有頻率與周期性進(jìn)氣噪聲的主要頻率相一致時(shí),空氣柱的共振噪聲在進(jìn)氣噪聲中也會(huì)較為突出。

    排氣噪聲,排氣噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲中最生要的噪聲源,其噪聲一般要比發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)噪聲高出10~15dB(A)。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣屬高溫(800~1000D)、高壓(3個(gè)大氣壓)氣體。排氣過程一般分為兩個(gè)階段,即自由排氣階段和強(qiáng)制排氣階段。發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣從排氣門高速?zèng)_出,沿著排氣歧管進(jìn)入消聲器,最后從尾管排入大氣,在這一過程中產(chǎn)生了寬頻帶的排氣噪聲。排氣噪聲包含了復(fù)雜的噪聲成分,排氣歧管處的氣流吹氣噪聲;廢氣噴注和沖擊噪聲;氣缸的共振噪聲;卡門渦流噪聲及排氣系統(tǒng)內(nèi)部的湍流噪聲等都在排氣噪聲中占有一定比例。
  
    影響發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲的主要因素有:氣缸壓力、排勺門直徑、發(fā)動(dòng)機(jī)排量及排氣問開啟特性等。對(duì)同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)來說,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷是影響其排氣噪聲的最主要因素。
  

    摩擦振動(dòng)噪聲,凸輪和搖臂(或挺柱)之間在很大的正壓力下進(jìn)行相對(duì)滑移,因此存在很大的摩擦力。這種摩擦力可激發(fā)起摩擦振動(dòng)產(chǎn)生噪聲。一般情況下,這種噪聲分布在很廣的頻率范圍,屬子寬頻帶噪聲。

    氣門桿與搖臂的撞擊噪聲
    由于發(fā)動(dòng)機(jī)可達(dá)很高的工作溫度,必須考慮配氣機(jī)構(gòu)各個(gè)傳動(dòng)零件的熱膨脹。未采用液壓挺柱的配氣機(jī)構(gòu)中,常溫下在氣門桿與搖臂之間必須留有氣門間隙。開啟氣門時(shí),搖臂越過氣門間隙才能壓迫氣門桿運(yùn)動(dòng),這就產(chǎn)生了撞擊發(fā)出噪聲打開的氣門依靠彈簧的作用力回復(fù)到關(guān)閉狀態(tài),在這種強(qiáng)大的作用力下,氣門與氣門座將產(chǎn)生撞擊,發(fā)出噪聲。發(fā)動(dòng)機(jī)每一個(gè)零件都是一種結(jié)構(gòu),都會(huì)在激振力的作用下發(fā)生振動(dòng)。振動(dòng)的結(jié)構(gòu)表面會(huì)輻射噪聲,故稱為機(jī)體表面輻射噪聲。無論是發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒噪聲,還是機(jī)械噪聲最終都要通過發(fā)動(dòng)機(jī)表面振動(dòng)來輻射,F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲的能量主要集中在1600Hz 到 2000Hz。

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