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發動機噪聲控制

2023/10/7 14:44:04??????點擊:

1.噪聲的主要危害

  噪聲污染不僅對人們的自我感覺和工作能力產生消極的影響,而且能導致健康嚴重失調、疲勞、早期失聰、高血壓、神經疾病等。


  2.車用發動機噪聲的形成與對策

  發動機噪聲主要包括燃燒噪聲、機械噪聲、進排氣噪聲、冷卻風扇及其他部件發出的噪聲。燃燒噪聲是在可燃混合氣體燃燒時,因氣缸內氣體壓力急劇上升沖擊發動機各部件,使之振動而產生的噪聲。柴油中的十六烷值不合適或噴油時間過于提前,會引起發動機工作粗暴,使噪聲急劇增大。汽油機由于過熱、汽油品質不良和點火提前角過大等原因造成高頻爆炸聲、敲缸。

  發動機內部的燃燒過程和結構振動所產生的噪聲,是通過發動機外表面以及與發動機外表面剛性連接結構的振動向大氣輻射的,因此稱為發動機表面噪聲。根據發動機表面噪聲產生的機理,又可分為燃燒噪聲和機械噪聲。燃燒噪聲主要是由于氣缸內周期性變化的壓力作用而產生的,與發動機的燃燒方式和燃燒速度密切相關;機械噪聲是發動機工作時各運動件之間及運動件與固定件之間作用的周期性變化的力所引起的,它與激發力的大小和發動機結構動態特性等因素有關。一般來說,低轉速時,燃燒噪聲占主導地位,高轉速時,機械噪聲占主導地位。

  降低燃燒噪聲,需改善燃燒條件,提高燃燒質量,以達到圓滑的壓力波形。采用合理布置火花塞和氣門以及采用合適的燃燒室型式和冷卻方式即可以達到最有效的燃燒。在燃油方面,汽油的辛烷值越高,點火質量及抗爆振性能越好;對柴油機來說,要選擇合適的十六烷值的柴油,如果達不到,可加入點火加速劑,提高點火質量,這樣可有效地防治因燃油燃燒引起的噪聲。

  機械噪聲包括活塞敲擊聲、氣門機構沖擊聲、正時齒輪運轉聲等。減小活塞敲擊聲,可采取減小活塞與缸壁之間的間隙和使活塞銷中心與曲軸中心偏移等方法。氣門機構沖擊噪聲的大小是由氣門間隙決定的,氣門間隙太小會使密封不好,太大則在氣門開啟和關閉時造成很大沖擊,產生強烈的噪聲,加劇磨損。在使用過程中氣門間隙應經常調整,使之處于規定的間隙,一般是在凸輪軸的基本外形(工作段)前后加入緩沖段以減少沖擊,或使用液力挺柱。氣門傳動機構中的推桿與搖臂的剛性不足會引起氣門運動時出現嚴重的振動和噪聲,甚至使氣門失去控制;氣門彈簧的脈動也會產生噪聲,因此對氣門彈簧要求質量高、彈力足,而且安裝時要給予一定的預緊力。

  正時齒輪運轉時的噪聲在柴油機中是很大的噪聲源,裝配時應將正時齒輪的記號對準,采用不同材料(如塑料、夾布膠木等)制造的正時齒輪能大大減小噪聲,鏈條傳動比齒輪傳動能明顯有效地降低傳動噪聲。

  控制進、排氣噪聲的途徑是相同的,在保證發動機輸出功率不降低的情況下,可通過改進發動機配氣機構或排氣機構的方法減小進、排氣噪聲。目前廣泛采用的紙質空氣濾清器和排氣消聲器能明顯有效地降低進、排氣噪聲。

  為了減小高速發動機風扇的噪聲,可使用帶液力偶合器或變速扭角的風扇,也可采用水溫感應電動離合風扇。把風扇材料改為尼龍后,對減小風扇噪聲也有一定的效果。


  3.振動噪聲

  對振動噪聲的解決方法目前主要有:①減振處理。主要用于振動源處,以減少振動波的波幅;②隔振處理。在振動波傳遞的途徑中安裝隔振器,以達到減少振動源的目的;③阻尼處理?,F代結構多為復雜的多自由度系統,多為寬頻帶激勵,加大阻尼可以有效地抑制振動。處理的常用方法是阻尼自由層處理和約束層阻尼處理。


  4.噪聲控制途徑及噪聲源的識別

  噪聲控制的途徑是:聲源控制、噪聲傳播途徑控制及采取個人防護措施。聲源控制是控制機械噪聲的最根本途徑,而控制噪聲傳播途徑是行之有效的最常用的降噪途徑,其常用措施有吸聲、隔聲、消聲、隔振等。

  機器產生的噪聲由兩種途徑向外傳播擴散,一種是直接通過空氣媒質傳播,造成噪聲污染,這種空氣傳播的噪聲稱為空氣聲;另一種是直接通過聲源激發相鄰固體構件振動,這種振動以彈性波的形式在相鄰構件中傳播,并在薄弱處向空氣中輻射較大的噪聲,這種經固體傳播的噪聲稱為固體聲??刂乒腆w聲的主要技術措施是隔振,就是把振源與基礎或其他物體間的剛性連接改為彈性連接,從而減弱或阻礙振動能量的傳播,達到降噪的目的。


  5.車用發動機噪聲控制措施

  發動機艙降噪的具體方法有:吸聲——用微孔板與泡沫塑料吸收聲能;減振——用減振器將振動源與結構隔離;封閉——用隔音罩或其他隔音裝置將噪聲封閉,使之難以擴散;阻尼——將機械動能轉化為熱能并散發出去。

  選用材料必須滿足能隔聲、吸聲、減振、隔熱的要求。對發動機進行隔聲減振處理的方法有:通過在發動機和水散熱器固定支架上安裝減振墊,將機械能轉換為熱能;發動機艙的內部應盡量避免凹凸不平,可采用多孔材料加阻尼層的方法;對車身上所有的骨架細縫應采取措施加以封閉,以免造成衍射波。

  解決車用發動機的噪聲是一項涉及到整機方方面面的技術問題,包括發動機的結構、材料、質量分布、工藝水平、裝配密封性等等。生產廠家在車用發動機結構上采取防治噪聲的積極措施包括:采用吸振,隔聲技術,改進汽車結構,在距聲源一定的距離內設置隔聲板、消聲器,對客車則采用后懸式發動機,改進消聲器結構等等。

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