汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的原因及控制對(duì)策研究

發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲就是指直接從發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體及其主要附件向空間傳出的聲音，這種噪聲隨發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型和轉(zhuǎn)速等情況的不同而不同。

一、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的原因分析

(一)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的氣體燃燒會(huì)產(chǎn)生燃燒噪聲。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)周期變化的氣體壓力發(fā)生相互作用后就會(huì)產(chǎn)生燃燒噪聲，氣體燃燒的方式和燃燒的速度決定了燃燒噪聲的大小。在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中如果發(fā)生爆燃或其他不正常燃燒時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較大的燃燒噪聲，而如果在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)氣壓上升過快，引起發(fā)動(dòng)機(jī)各部件振動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生噪聲。但是通常來說，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)噪聲比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲要大很多。

(二)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械本身運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械噪聲。機(jī)械噪聲主要是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的各運(yùn)動(dòng)件之間以及運(yùn)動(dòng)件與固定件之間周期性變化而產(chǎn)生的，主要有活塞敲擊噪聲和氣門機(jī)械噪聲等幾大類。首先是活塞敲擊噪聲。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，活塞在不停的上下止橫向移動(dòng)形成活塞對(duì)缸壁的不斷敲擊，這個(gè)敲擊聲就是活塞敲擊噪聲。其次是傳動(dòng)齒輪噪聲。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪的噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的齒輪嚙合過程中齒與齒之間的撞擊和摩擦產(chǎn)生的。再次就是曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)也會(huì)破壞齒輪的正常嚙合而產(chǎn)生出機(jī)械噪聲。最后是配氣機(jī)構(gòu)噪聲。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)中零件眾多，眾多的零件在運(yùn)動(dòng)中很容易會(huì)引起振動(dòng)和噪聲，包括氣門和氣門座的撞擊，由氣門間隙引起的傳動(dòng)撞擊和高速時(shí)氣門不規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的機(jī)械噪聲。

(三)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維持正常工作所需要的空氣動(dòng)力噪聲。空氣動(dòng)力噪聲是指由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候的氣體擾動(dòng)以及氣體和其他物體相互作用而產(chǎn)生的噪聲。首先是進(jìn)氣噪聲。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)。高速循環(huán)的氣流經(jīng)空氣濾清器進(jìn)入氣缸，那么在這個(gè)氣流流動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的噪聲，這種噪聲被稱為空氣動(dòng)力噪聲，該噪聲是僅次于排氣噪聲的主要噪聲源。其次是排氣噪聲。可以說排氣噪聲是汽車及發(fā)動(dòng)機(jī)中能量最大，也是最主要的噪聲來源，這個(gè)噪聲甚至往比發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)噪聲都高10dB(A)-15dB(A)，主要是指發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣以脈沖形式從排氣門縫隙排出時(shí)會(huì)形成能量很高和頻率很復(fù)雜的噪聲。最后是風(fēng)扇噪聲。風(fēng)扇噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)中不可小看的噪聲源，如果是風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)這類噪聲就更為突出，特別是在高速全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲是非常大的。

二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲控制對(duì)策研究

(一)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的氣體燃燒產(chǎn)生的燃燒噪聲的控制對(duì)策。一是采用隔熱活塞裝置以便能有效提高燃燒室壁溫度，有效縮短滯燃期，從而降低燃燒噪聲。二是通過提高壓縮比和采用廢氣再循環(huán)技術(shù)可大大降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒噪聲。三是可以采用雙彈簧噴油閥實(shí)現(xiàn)預(yù)噴功能，也就是說將原需要一個(gè)循環(huán)一次噴完的燃油分兩次來噴，這樣可大大減少滯燃期內(nèi)積聚的可燃混合氣數(shù)量，有效抑制空氣和燃料混合氣的形成，從而可以有效抑制燃燒噪聲。四是采用增壓措施。如果是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，在增壓后可以有效改善混合氣的著火條件，可以使著火延遲期縮短，從而使柴發(fā)動(dòng)機(jī)油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，最終實(shí)現(xiàn)噪聲降低的目的。五是可以通過減小供油提前角來降低噪聲。如果做到供油提前角小，噴油時(shí)間就會(huì)延遲，氣缸內(nèi)溫度和壓力條件會(huì)讓燃油瞬間霧化達(dá)到著火點(diǎn)，也就縮短了滯燃期，從而可使燃燒噪聲減小。六是可以通過選用十六烷值高的燃料來延遲著火期，從而影響在著火延遲期內(nèi)形成的可燃混合氣數(shù)量，最后達(dá)到減小燃燒噪聲的目的。

(二)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械本身運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械噪聲的控制對(duì)策。首先是對(duì)活塞敲擊噪聲的控制。可以采取活塞銷孔偏置的方法降低噪聲，也就是說將活塞銷孔適當(dāng)?shù)爻魍屏γ嫫?-2mm，還可以采用在活塞裙部開橫向隔熱槽的方法來減小活塞40℃冷態(tài)配缸間隙，從而降低噪聲;另外通過增加缸套的剛度，不但可以有效降低活塞的敲擊聲，而且也可以降低因活塞與缸壁摩擦而產(chǎn)生的機(jī)械噪聲。還有個(gè)辦法就是通過改善活塞和氣缸壁之間的潤滑程度也可以減小活塞敲擊噪聲。其次是對(duì)傳動(dòng)齒輪噪聲的控制。可以通過提高齒輪加工精度，減小齒輪嚙合間隙來降低齒輪嚙合傳動(dòng)噪聲。有目的的采用如高阻尼的工程塑料齒輪來代替原鋼制齒輪也可以降低噪聲，另外齒輪傳動(dòng)系位置的合理布局也可有效減少曲軸系扭振對(duì)齒輪振動(dòng)的影響，還有一個(gè)方法就是用正時(shí)齒形同步帶傳動(dòng)代替正時(shí)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，也可明顯降低噪聲。

(三)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維持正常工作所需要的空氣動(dòng)力噪聲的控制。首先可以通過合理的設(shè)計(jì)和選用空氣濾清器以減少進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)壓力脈動(dòng)的強(qiáng)度和氣門通道處的渦流強(qiáng)度來降低進(jìn)氣噪聲。其次可以通過合理設(shè)計(jì)排氣管的長度與形狀避免氣流產(chǎn)生共振和減少渦流或者采用高消聲技術(shù)和使用低功率損耗及寬消聲頻率范圍的排氣消聲器來實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲的控制。最后是對(duì)風(fēng)扇噪聲的控制?？梢酝ㄟ^在保證冷卻風(fēng)量和風(fēng)壓的前提下適當(dāng)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來降低噪聲，也可以采用葉片不均勻分布的風(fēng)扇來減弱噪聲頻譜，這樣也可以有效降低風(fēng)扇噪聲;另外如果能用塑料風(fēng)扇代替鋼板風(fēng)扇也可以有效降低噪聲;還有一種措施就是給發(fā)動(dòng)機(jī)裝用風(fēng)扇離合器，這樣不但可使內(nèi)燃機(jī)經(jīng)常處在適宜溫度下工作以減少功率消耗，而且還能達(dá)到降噪的良好效果，最后如果能合理布置和設(shè)計(jì)風(fēng)扇和散熱器系統(tǒng)也是可以做到有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇噪聲的目的。