控制與降低汽車內燃機噪音路線探討

近年來，我國社會對汽車噪聲的治理越來越關注。有關部門應全面總結活塞式發(fā)動機的噪聲源，采用科學的技術手段，使其達到國家有關標準，從而改善整車的舒適性。內燃機因其在燃油經濟性、動力性能等諸多優(yōu)點而被廣泛地應用于汽車領域。但是，由于汽車數(shù)量的增多，特別是在人口密集的城區(qū)，汽車的噪音已逐漸成為城市的主要噪聲來源

。內燃機噪聲源復雜，運行條件復雜，內燃機廠家對發(fā)動機的輻射噪聲控制提出了更高的要求，以期在不影響動力性和經濟性的前提下，達到整體的噪音最小化。

1 內燃機噪聲產生機理

可持續(xù)發(fā)展已成為工業(yè)發(fā)展的重要理論基礎，因此，在工程機械領域，應重視綠色、環(huán)境保護的理念。近年來，社會對于噪聲治理的需求越來越明顯，在公路與建筑物間的公路上，都有必要設置一道隔音墻。噪聲對人類的生理和心理健康造成的危害日益引起人們的關注，而在自動化行業(yè)中，機器運轉產生的噪聲分貝較高，污染范圍廣，強度大，對生態(tài)環(huán)境的建設非常不利。從噪聲治理的角度來看，要徹底消除機械設備在運轉過程中所引起的噪聲是不可能的，只有采用目前的技術措施才能有效地減少噪聲。要想減少噪聲，首先要把噪聲的源頭區(qū)分開來，各種機械設備的噪聲會有很大的差別，對人體的影響也會有很大的差別。機械設備的噪聲有很多，比如工程機械傳動、設備液壓等等，這些噪聲都是由機械引擎引起的，所以要對這些噪聲的來源進行分析，并提出相應的措施。圖1為內燃機噪聲源的分類。

(1)機械噪聲是由于氣流的壓力和運行部件的碰撞而引起的噪聲，包括軸承噪聲，活塞拍擊噪聲，噴油泵噪聲，配氣機構噪聲，齒輪和部件振動噪聲，在這些噪聲中，活塞拍擊汽缸壁所產生的噪聲是最大的機械噪聲。一般而言，發(fā)動機的機械噪音隨著發(fā)動機轉速的增大而逐漸的增大。

(2)大氣動力噪音是由于氣流干擾、氣流與物體之間的交互作用而引起的，其中主要有進氣噪音和風扇噪音。其中，進氣噪聲是主要的噪聲來源，它是通過進、排氣門的周期性開啟和關閉而引起的，它的基本頻率是：

式中：

為內燃機轉速，r/min；

為沖程數(shù)；

為內燃機氣缸數(shù)。

空載狀態(tài)下的共軌壓力對1250HZ頻率的影響最大，與其所在頻率的峰值頻率相對應。當共軌壓強增大時，其波段的聲壓級也隨之增大。隨著共軌壓力的增大，噴射到汽缸中的燃油數(shù)量也會隨之增大，同時也會產生更多的可燃氣體，從而加速燃燒，會使發(fā)動機缸內的壓力增加，并使發(fā)動機的壓力在高頻振動，從而使整個燃燒過程變得更為激烈。所以，共軌壓力太大，產生的噪音就會越來越大。

風扇噪聲主要包括旋轉噪聲和渦流噪聲。渦輪增壓器中的渦輪葉片以及發(fā)電機中的冷卻風扇都會產生風扇噪聲。葉片轉速對風扇噪聲有很大影響，低轉速風扇噪聲很小，而高轉速下風扇噪聲會成為內燃機的主要噪聲源之一。渦流噪聲是由葉片轉動使周圍氣體產生渦流而產生，一般是寬頻帶噪聲。旋轉噪聲是由葉片旋轉切割空氣而產生，其基頻噪聲的頻率為：

式中：

為風扇轉速，r/min；

為葉片個數(shù)。

從表2可以看出，元旦社論的交際目的是多項的，而不是單一的。元旦社論中每一語步并不是都全部出現(xiàn)，語步3、語步4和語步5是最重要的語步，沒有缺失。其次是語步1，只有2002年有缺失。語步2缺失最多，共25年有缺失。

預噴期對壓力波動的影響不大。在1250Hz波段，由于預燃時間提前，氣缸內壓力急劇上升，從而提高了發(fā)動機的噪音。所以，從噪聲降低的觀點來看，應該盡可能推遲前噴射時間。

2 內燃機汽車噪聲控制要求及評價

2.1 內燃機汽車噪聲控制要求

本研究通過2‐DG聯(lián)合Met作用于人肝癌HepG2細胞，考察二者的協(xié)同抗腫瘤作用，同時對AMPK及mTOR進行了考察。結果發(fā)現(xiàn)，2‐DG聯(lián)合Met可以降低細胞線粒體膜電位，增加細胞內活性氧的產生，誘導細胞發(fā)生凋亡，發(fā)揮協(xié)同抗腫瘤作用。說明在HepG2細胞中，針對腫瘤細胞的能量代謝特點，利用糖酵解過程中己糖激酶的競爭性抑制劑2‐DG抑制腫瘤細胞過度依賴的糖酵解的產能方式，同時聯(lián)合氧化磷酸化過程中復合體I的抑制劑Met防止氧化磷酸化的產能方式重啟，具有可行性。

基于Stackelberg博弈模型的綜合能源系統(tǒng)均衡交互策略//吳利蘭,荊朝霞,吳青華,鄧珊//(4):142

2.2 內燃機汽車噪聲評價

通過科學的評估，“對癥下藥”是治理噪音的最佳途徑?，F(xiàn)有的噪聲評估方法有客觀和主觀兩種。從主觀的角度講，汽車的舒適性、響度、行駛狀況等是汽車的評價，而以語義差分法為主。從客觀的評估上，所采用的儀器是PCNM噪音測試儀，將其放置在車體內外，利用儀器所提供的數(shù)據對車輛的噪音進行分析，從而做出科學的評估。在這一過程中，采用邊界單元和有限元方法對噪聲進行了更為科學的評估。

3 噪聲測試以及分析方法

在內燃機噪聲治理工程中，有許多試驗和分析的方法，具體如下所示

：

3.1 近場測量法

采用近場法對靠近振動的地面進行測量，可以獲得接近場聲壓的分布。由于麥克風距離被測聲源的表面很近，所以可以把其他聲源作為測量值的一部分，從而可以對其噪聲等級進行大致的估算。用這種方法，麥克風和發(fā)動機表面之間的距離是固定的，按一定的順序測量，確定了產生更大聲輻射區(qū)域的部件的聲源，并計算其對噪音的貢獻。

3.2 選擇運行法

廢氣再循環(huán)系統(tǒng)可以有效地減少NH3-N，它在一定程度上改善了燃燒噪音，這主要包括兩個方面。一方面，排氣的再循環(huán)會提高進氣溫度，從而縮短滯燃期，降低壓力的上升速度；另一方面，排氣的再利用會降低汽缸內部的高壓振動。EGR氣門開度的提高可以在一定程度上改善燃燒噪音，但是不能提高發(fā)動機的動力、經濟性和排煙性能。

3.3 頻率分析法

由于內燃機的振動噪聲來源比較復雜，要從時域噪聲信號中對各個聲源的貢獻進行分析是非常困難的。利用傅里葉變換技術，可以把時域信號轉化為頻域信號，并分析其頻譜特征。內燃機的總噪聲頻譜是由各個聲源的輻射噪聲頻譜所疊加而成，其中，噪聲的能量主要集中在多個頻段，特別是在尖部。所以，如果某一種噪聲源的頻譜上的峰值頻率與整個噪聲頻譜中的某一峰頻率一致，則說明該噪聲源對整個系統(tǒng)的噪聲貢獻很大。為利用頻譜分析方法進行噪聲源識別提供了理論基礎。在不同的頻域內，由于控制策略的改變，導致了壓力上升和壓力波動的變化。因此，利用噪聲頻譜分析了不同參數(shù)對預燃和主燃比的影響規(guī)律。

4 不同控制策略的噪聲分析

4.1 主噴正時對噪聲的影響

主噴正時是影響發(fā)動機動力性能和排氣性能的主要因素

。在不同的主噴正時下，發(fā)動機的燃燒噪音也會隨之變化，實驗結構表明，推遲燃油噴射對降低發(fā)動機的噪音控制是有益的。

4.2 共軌壓力對噪聲的影響

1.教師要樹立自我專業(yè)化發(fā)展意識。外因通過內因發(fā)揮作用，只有調動起教師自身的積極性，才能將專業(yè)化發(fā)展道路順利長久走下去。教師首先應認識到自己存在的不足，然后主動參加到企業(yè)實踐當中去，使自己努力成為復合型教師。同時，教師也可以到其他高校進行培訓學習，通過考取商務英語專業(yè)證書及參加各種網絡課程提高專業(yè)素質。此外，商務英語教師應該樹立終身學習意識，多讀書，了解本學科最前沿的知識，使自己始終處于學科前沿。

歐洲是第一個使用活塞發(fā)動機作為汽車動力的國家，從二十世紀七十年代起，歐洲就制定了一系列的法規(guī)，要求汽車的外部噪音不得超過七十一分貝；美國一些地方也對生產車輛的噪音做出了明確規(guī)定，其中規(guī)定，小型汽車的噪音不能超過75分貝。在進入本世紀初期，我國汽車工業(yè)發(fā)展較快，借鑒國外先進經驗，對車輛的噪音控制提出了更高的要求，建議大客車的噪音應在82分貝以下，有些貨車的噪音不能大于85分貝。與美國、歐洲等國家相比，我國在汽車降噪技術上還有很大差距

。

4.3 預噴正時對噪聲的影響

增加預噴和主噴之間的間隔，可以使預噴定時提前。由于預燃機的燃油消耗較大，主要和預燃燒主要在800～1250 Hz的頻率范圍內，因此無法分辨出主燃機和預燃機對噪音的影響?？蛰d工況下，活塞在壓縮時有大量的漏氣，汽缸內的壓力溫度降低，滯燃期延長，并隨預噴量的增大而增大。在活塞上升過程中，由于預燃燒時間提前，缸體內部壓力急劇上升，而預燃燒則會導致壓力增高，從而加劇整體噪聲。

(3)燃燒噪音是由于汽缸中氣體壓力的改變而引起的，通常認為，燃燒時的結構振動是由于汽缸壓力突然發(fā)生的，同時也是由于壓力波對燃燒室壁造成的。氣壓負荷所產生的噪音，其主要依賴于氣壓上升速率和最大壓力增長的持續(xù)時間。燃氣的高頻振蕩是由燃燒引起的激波在汽缸內反復反射而引起的。

鋼纖維混凝土為新型水泥基復合材料，其在強度、抗彎抗拉、抗沖擊、抗剪、抗變形、使用壽命等方面所具有的優(yōu)勢使其在橋梁工程中應用日益廣泛。本文結合具體的橋梁工程實際，對鋼纖維混凝土在橋梁面層鋪筑施工環(huán)節(jié)、鋼纖維材料參數(shù)的確定等加以探討，所提出的技術措施詳細而具體，從該橋梁工程竣工之后的運行效果來看，鋼纖維混凝土施工技術能有效提升橋梁結構的抗剪力、抗變形力、彈性模量、橋面拉伸力和抗沖擊能力，保證橋梁工程質量。

4.4 預噴油量對噪聲的影響

在3150Hz頻率范圍內，預噴燃油的預噴射比不加預噴射時要小。預噴燃燒可以縮短滯燃期，并減少了主要燃燒階段的高壓和高頻振動。預燃燒對高壓振動的影響較大，在預噴前，主噴預混合燃燒的壓力和壓力的疊加作用下，主噴預混合燃燒中的壓力波動增大。在怠速狀態(tài)下，預噴很可能會對整機的噪音造成影響，因此，應盡量避免多噴。在大負載條件下，適當?shù)娜加皖A噴射能縮短發(fā)動機的滯燃期，從而降低發(fā)動機的噪音，但過量的預噴射仍然會加重發(fā)動機的噪音。

公路路基路面防水施工作為公路工程中的重要環(huán)節(jié)，其施工質量直接關系著公路工程的穩(wěn)定性和使用壽命。路基路面防水施工對施工人員的專業(yè)性要求較高，施工環(huán)節(jié)較為復雜，因此，相關單位有必要加強對路橋施工中，公路路基路面防水施工技術的研究，促進我國公路工程質量的提升和路橋企業(yè)的健康發(fā)展。

4.5 EGR閥開度對噪聲的影響

為了簡便地測定某一部件的噪音，可以在相同的工況下，在不同的測試點處，測得其工作和非工作時的噪音，并由此得出其對整個設備的噪聲貢獻。另外，還可以比較各種型號的零件對整機噪音的影響。但是這種方法存在著缺陷，即當某個零件必須停止工作時，會對其他零件的工作狀況造成測量誤差。

5 內燃機噪聲控制技術

5.1 噪聲源控制

首先是機械噪音。通過對其進行綜合分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機的運動部件在振動和沖擊作用下產生的機械噪音。其中，機械噪音是由零件加工精度、零件材料、運轉速度等多種因素綜合作用的結果。在機械噪音控制方面，可以改善運動部件的平衡性，降低扭轉振動。在活塞和缸壁的相對移動情況下，為了減少活塞和缸壁的碰撞噪音，如適當?shù)販p少活塞和缸壁的間隙、調整活塞裙板的結構，可以減少碰撞的沖擊力，還可以調整活塞銷孔中心與汽缸中心線的偏差，從而減少了活塞的撞擊噪音。美國的福特和雪佛蘭，都是采用了氣缸中心偏移技術。另外，還有其它幾種控制技術，若增大活塞的高度，則可增大活塞與氣缸壁碰撞時的壓力，從而減少碰撞的沖擊力，通過減小活塞環(huán)數(shù)量，可以有效地控制活塞的重量，減小活塞和氣缸內的換熱系數(shù)，通過增大缸套厚度和剛度等，可以有效地抑制活塞的撞擊噪聲，減小活塞與缸體之間的摩擦，針對發(fā)動機齒輪的噪音，可以通過調整齒輪的彈性剛度、齒輪誤差等來實現(xiàn)，比如對齒輪的型式和齒輪參數(shù)進行適當?shù)恼{整，減少齒輪的橫向間隙，優(yōu)化了齒輪的材質，選用了具有更大的內部阻尼等材料，使其具有良好的減震性能

。

結合表3可以看出，于七律、七絕之上除高山仰止的杜甫、李白外，最為推崇的當屬李商隱(七絕中與王昌齡選數(shù)差距不大，可并列)。

其次，燃燒噪音。燃燒噪音是由汽缸內的加壓速率決定的，所以必須通過控制最大的加速度來達到減少燃燒噪音的目的。第一種是采用新的燃燒室，與常規(guī)的直噴燃燒室相比，分體式和半分體式燃燒室的燃燒噪音明顯降低。第二，適當增加壓縮比，使用更好的燃料，可以縮短點火延遲時間，減少點火時間，減少點火時間，從而降低點火時的可燃氣體濃度，從而控制燃燒噪音。第三，合理地組織燃油供給，并通過適當?shù)膰娪吞崆敖嵌葋泶龠M燃料的預燃，還可以在燃燒室中，適當?shù)販p少噴油流量，從而可以有效地控制壓力上升，從而減少燃燒噪音。第四，采用電控高壓燃料噴射系統(tǒng)，實現(xiàn)了對延遲階段燃料的準確控制。第五，采用排氣渦輪增壓技術，改善進氣溫度和進氣壓力，從而縮短了預燃期。

最后，空氣動力噪聲。針對進氣和排氣噪聲，可以降低進氣道的壓力脈動強度和截面處的旋渦強度。若采用風箱，可有效地減緩壓力脈動。還可以通過延長吸管、增大過濾器體積、適當減小吸氣口等方式來實現(xiàn)。在排氣上，應進行合理的排氣系統(tǒng)設計，合理選用排氣管材質，以避免諧振問題，減小渦流。對于風機的噪音，需要綜合考慮風機轉速、效率、風量等諸多因素。通過合理地選取安裝角度，可以改善風機的空氣流態(tài)，提高風機的效率。與傳統(tǒng)的鋼板沖壓相比，翼型截面風機的效率更高。要減少風機的速度，合理地優(yōu)化導氣罩的外形，適當增大風機的直徑。還可以大幅度減小風扇和風罩之間的空隙，合理地控制風扇和散熱器之間的間距。

5.2 噪聲傳播途徑的控制

在不能對發(fā)動機噪聲進行控制的情況下，以傳播路徑為切入點，可以有效地抑制發(fā)動機的噪音。通常采用以下幾種方法：一是合理地設置消聲器，以減少發(fā)動機的空氣動力噪音。其次，將對應的材料和結構包裹在引擎表面，以促進聲傳導路徑的分離，以減少噪音。在這些產品中，最常用的是隔聲板和隔聲罩。采用隔聲屏障，可將高噪聲源置于密閉、半密閉空間，防止高噪聲擴散到鄰近區(qū)域。通過在內燃機外構件和負載構件之間適當?shù)夭贾脧椈?、橡膠等隔震元件，可以促進振動的傳動量減小。在振動表面上合理地鋪上損失系數(shù)大的減震材料，可以有效地抑制噪音的擴散。最后，可以利用一些可以吸收聲波能量的物質，從而吸收聲波在傳播路徑上的能量，從而達到減少噪音的目的。

5.3 改進振源和聲源

振源的改良是一種有效的降噪措施，在此條件下，采用有限單元法進行控制，可以較為精確的計算出燃料的熱能，并根據系統(tǒng)參數(shù)的變化，調整能量供應模式，從而達到節(jié)能控制的目的。其次，振源控制也可以通過增加發(fā)動機的剛性來實現(xiàn)，從而實現(xiàn)更好的振動控制，在此基礎上設置加勁肋，這樣可以防止發(fā)動機內部部件在工作時受到較大的壓力而發(fā)生變形。另外，振源控制也能有效地減少活塞式發(fā)動機缸體與缸蓋間的空隙，從而達到從本質上減少噪音激勵的目的。

改善發(fā)動機的聲源也是一種有效的降噪手段，改善其聲源的途徑有多種，通常的辦法是在噪聲發(fā)生器上鋪設消聲器，通常采用的是減震材料，這種減震材料可以將聲源與汽缸融合為一，從而將動能轉換為熱能，從而減少由振動引起的能量。根據結構的不同，阻尼材料的種類很多，按阻尼的結構可劃分為自由阻尼層、約束阻尼層、間隔阻尼層、間隔自由阻尼等。與常規(guī)的減振結構相比，結構減震材料的減振效果更加顯著，使汽缸各部件的諧振幅度得到了顯著的降低。另外，從時間方面考慮，采用減振結構可以有效地減少汽缸的振動周期，從而從根本上減少噪音。

6 結束語

內燃機發(fā)動機的噪音嚴重時，會對駕駛員的身體造成一定的危害，對駕駛安全有很大的影響，而且會縮短發(fā)動機的更換周期。噪音的產生是一個綜合問題，其中以引擎噪音為主，傳動機構、車身及電器設備等均有可能發(fā)生噪音，故應從設計、制造、使用及維護等方面加以改進，以減少噪音源頭，以提高駕駛舒適度。

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