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1、59 柴油发动机燃噪声及控制 三汽 骏俊 ：燃噪声：Co m b u s t i o n n o i s e 控制： Co n t r o l s 柴油发动机：Di e s e l e n g i n e 率 ：Fr e q u e n c y 目：发动机噪声分类 柴油发动机主要噪声 柴油发动机燃噪声生原因及控制方法 总 发动机是汽车的主要噪声源，在我国，发动机噪声占汽车总噪声的55%以上，因此降低汽车噪声总水平，以控制发动机噪声主要目。 四冲程发动机工作循由气、燃和排气行程构成，从点火始到燃束期间是燃噪声的主要生期，快速燃冲和燃力振构成了气缸力的中高分量。燃噪声是具有一定的率成份，在总噪声的
2、中高段占有相比重。柴油机缸力高，且力增长率最大值高于汽油机，所以柴油机的燃噪声高于汽油机。 发动机的型式不同，其各噪声源所占发动机总噪声的比例也不同。柴油机的主要噪声源是燃噪声，汽油机的主要噪声源是、排气噪声和配气机构噪声；风扇噪声在风冷汽油机中是主要噪声源之一。 燃噪声：发动机工作，气缸周期性变化的气体力的作用而生的。它主要由发动机的燃方式和燃速度决定。 机械噪声：发动机工作，各运动件之间以及运动件与固定件之间由周期性变化的机械作用力的作用而生的。它与激发力的大小、运动件的构等因素有。 一. 燃噪声的特性 燃噪声，是柴油发动机工作，气缸周期性变化的气体力的作用而生的。它主要由发动机的燃方式和
3、燃速度决定。它主要是由于燃料在气缸燃，气缸力急上升而生的动荷和冲波的高振动（气缸力波实上是包含很的率和幅值的一系列波的迭加），分通活塞、杆、曲、主承和气缸盖以及缸套壁而到机体外表面，使柴油机不同的固有率的零件被激发而振动，从而射出强烈的燃噪声。 60 燃程行的好坏，不柴油机的动力性和经济性指有密切系，而且也影响到它发出的噪声。柴油机的燃程通常分四个段：着火延期（燃期）、速燃期、燃期和后燃期。 燃期 燃期短，在柴油机中一般0.0003-0.0007s ，在如此短的间，入气缸的燃油却要经一系列的物理化学程。其中包括燃油的化、加、蒸发散，与空气混合以及着火前的化学反准备。然此缸的力、温度升高都比慢，
4、基本上有燃料燃，形不成明的噪声。但整个燃程潜在的影响很大，是生噪声的一个 速燃期 在速燃期段，燃期和速燃期入气缸的燃油几乎是同始燃，并且是在活塞靠近上死点（也上止点）气缸容很小的情况下（近似等容变化）行的。因此气缸的力急上升，柴油机施加了一个很大的冲性荷，使柴油机不同固有率的零件被激发而振动，从而生强烈的燃噪声，即它直接影响到燃机的振动和噪声，影响的程度可以用气缸相位曲角的平均力增长率d p /d （N/c m ）、最高爆发力Pz m a x 等表示。影响速燃期平均力增长率的主要因素是着火延期的长短以及供油律。着火延期愈长，在此期间入气缸的燃油愈多，那么平均力增长率和最高燃力也就愈高。因此，速
5、燃期是柴油机生燃噪声的主要段。 燃期 气缸力有所增长，但增长率小，能激发一定程度的燃噪声，但噪声的影响不著。 补燃期 活塞下行且大多燃料已在前两个期燃完，燃噪声影响不大。 上所述，燃程的激发的噪声主要集中在速燃期，其次是燃期。 燃噪声主要表在两方面 由缸力急变化引起的动力荷，由此生构振动和噪声，其率相于各声零件的自振率。 由气缸气体的冲波引起的高振动和噪声，其率气缸气体的自振率。 燃噪声的根源是气缸气体力的变化。 柴油机生高噪声的原因： 在速燃期生的气体动力荷，使柴油机相零件受到一种敲。由于柴油机的构可视一个复的振动系统，大多零件的自振率处在中、高率范，因此，由构声而向外射的燃噪声率也处在中、
6、高率范。 61 由气体动力荷引起的噪声，主要取决于力增长率及最大力增长率持的间，力增长越快，持高增长率间越长，噪声就越大。在燃程中，随着气缸气体力的变，与火焰播的同，冲性的力波也随着播，冲波达到燃室壁面后行多次反射，从而形成了气体的高振动。 气缸力曲描述了力变化律，可以得到燃噪声与着火延期、力增长率等因素的系。 气缸力描述了力变化律，示出气缸力曲所包含的率构和每种率成分强度的大小，深刻揭示了燃噪声与气缸力变化及其所引起振动和噪声的播途的系。 气缸力 由气缸力知，气缸力曲实上是由不同率、不同幅值的一系列波叠加而成。发动机的构振动可按性系统处理，因此据性系统的叠加原理，气缸力的总作用等于一系列波激
7、发的总和。一般，一系列波，由两条途从气缸播出去： 经气缸盖和气缸套 经曲柄杆机构，即活塞、杆、曲及主承。 由于发动机构中大多零件的性高，而中、高率的力易于出，即发动机的构燃噪声的低段衰减大，高段衰减相小。 二. 燃噪声控制 降低柴油机燃噪声的根本措施是降低力增长率。而力增长率取决于着火延期和在着火延期形成的可燃混合气的量和量，因此可通用十六烷值高的燃料，合理织油程及用良好的燃室实。具体措施如下： 延油定 气缸温度和力是随曲角变化的，油间的早晚于着火延期长短的影响通温度和力而起作用。若油早，燃料入气缸的空气温度和力低，着火延期变长；若油，同样燃料入气缸的空气温度和力反而变低，着火延期变长，燃噪声
8、增大；只有适推油间，即减小油提前角，可使着火延期延长期变短，燃噪声减小。 改燃室构形和参 柴油机工作程的好坏主要取决于燃油射、气流运动和燃室形三方面的配合是否合理。因此，燃室的构形与混合气的形成和燃有密切系，它不但直接影响柴油机的性能，而且影响着火延期、力升高率，从而影响燃噪声。 62 根据混合气的形成及燃精通构的特点，柴油机的燃室分直式和分隔式两大类： A 直式又分式、半分式和球形燃室等 B 分隔式分流室和燃室。 在其它条件相同的情况下，直式燃室中的球形和斜置桶形燃室的燃噪声最低，分隔式燃室的噪声一般低。而形直式燃室（半分式）和盆形直式燃室（式）的燃噪声最大。 燃室构参也可降低燃噪声。例如：
9、在流室式发动机中油嘴的油方向愈偏离流室中心而指向流下游，附着于燃室壁面的燃料就愈多，燃也愈平；另外增加流室孔面比也可减少噪声。 油系 油率燃噪声的影响非常大，表明，油率提高一倍，燃噪声就会增加6d B，因此用减少油泵供油率的方法减少燃噪声，但注意高速性能的化和增加怠速噪声的。 供油提前角不同，致在燃期（着火延期）入的燃料量不同，从而燃程生影响，使发动机功率、油耗和排放物、噪声发生变化。从减小NOx 排放物和降低噪声考，适减小供油提前角。但是合理的供油提前角通样机和整得。 双簧油器逐在国外部分柴油机上得用。所双簧油器，就是利用两根簧控制油嘴。在始工作，在油泵的高下，油器不是化燃油一次出，而是分成
10、两步出。第1步出一小部分，第2步再出大部分的燃油。从而使最高爆发力变双峰的爆发力。第1步的峰值低，而第2步的峰值略高于第1步。就使普通油器的力升高率变得平，最高爆发力峰值得以遏制、降低，变得柔和，以此降低燃噪声 提高气再循率和气流 提高气再循率可减小燃率，使发动机运平，因此降低燃噪声起到明作用。 而气流可使气缸的力降低和着火间推，因此气流不但能降低噪声，而且能减少柴油机所特有的角速度波动和向振。 采用增技 柴油机增后入气缸的空气充量密度增加，使了气缸的温度和力增高，改善了混合气的着火条件，使着火延期短。增力越高，着火延期越短，使力升高率越小，从而降低燃噪声越多。明，增可使直式柴油机燃噪声降低2
11、3Db 。 63 提高比 提高比可提高了的温度和力，使燃料着火的物理、化学准备段得以改善，从而短着火延期，降低力升高率，降低燃噪声；但比增大使气缸力增加，会活塞敲声增大，因此，提高比不会使发动机的总噪声有很大的降低。 改善燃油品 燃油品不同，入燃室后所行着火前的物理、化学准备程就不同，致着火延间不同。十六烷值高的燃料着火延短，力升高率低，燃程柔和。故而，采用十六烷值高的燃料。 除采取上述措施改燃程外，在燃激发力的射和播途上采取措施，增加发动机构燃噪声的衰减，尤其是中、高成分的衰减。具体的措施有：提高机体及缸套的性，采用隔振隔声措施，减少活塞、曲柄杆机构各部分的间隙，增加油膜厚度，在保持功率的前
12、提下采用小的缸，增加缸或采用大的S/D值，改变薄壁零件（如油底壳）的材料和附加阻尼。 发动机的燃激振力通各个构零件递到发动机的外表面上，形成表面的振动响。发动机表面的振动又激发相邻空气介点的振动，形成声波向外射，即发动机的表面射噪声。 使发动机表面射噪声减小除了在燃激振力生根源上采取措施之外，要在此激振力的递途上和表面射噪声的效率方面采取措施，最达到有效控制发动机噪声的目的。此，要有效的减少商用车所用发动机噪声，需要研究激振力和构响之间的系、表面振动与射噪声之间的系等多方面的。 参考文献 1 程 熙.燃机与噪声.M.天津.天津大学出版社. 2 庆佛.燃机噪声控制.M.太原.山西人民出版社. 3 黄雄健.柴油机燃噪声的控制.J.广西工学院学.
