发动机噪声分类及主要控制措施

无边丝雨

发动机噪声分类及主要控制措施：
1、空气动力噪音
发动机的空气动力噪音在发动机总噪声中占有重要分量，是最容易采取降噪措施的对象。内燃机空气动力噪声包括进气噪声、排气噪声和风扇噪音等几部分：
1.1进气噪声：
产生机理：进气门周期性开闭引起进气管道内压力起伏变化，从而形成空气动力性噪声，它称为进气噪声。
一般进气噪声比发动机本体噪声高出的5dB左右，是仅次于排气噪音的主要噪声源。   
进气歧管：设计中应考虑降低重量的同时，兼顾进气歧管壁厚，各支管增加加强筋，同时在歧管总管外壁加上可以降低噪声的褶皱，这样可以有效隔断进气噪声传播的途径，另外增加进气总管的容积，也可以稳定进气压力，一定程度降低噪声。
空气滤：要考虑在不增加进气阻力及满足整车机舱要求的情况下，应尽量增加其容积，这样可以起到一定的进气稳压作用。
1.2排气噪声：
排气噪声是发动机最主要的噪声源，往往比发动机本体噪声高出10~15dB。主要措施是增加排气消声器和减小内排气歧管传来的结构振动。
产生机理：排气门打开时，排气管道内压力起伏变化。废气通过气阀时会产生的涡流噪声。
发动机排气噪声与发动机功率、排量、转速、平均有效压力以及排气口形状、尺寸等因素有直接关系。
排气歧管设计：
1）设计时应使吹过管口的气流方向与该管的轴线方向夹角保持在最不易策动该管发生共振的角度范围内；
2）合理设计各歧管的长度，使管的声共振频率错开；
3）使各排气接管管口及各管之间连接处都有较大的过渡圆角，减小断面突变，避免管口存在尖锐的边缘，以减弱声共振作用；
4）降低排气道内壁面的表面粗糙度值
1.3风扇噪声：
产生机理：风扇转动时使周围气体产生涡流使空气发生扰动，产生噪声。
1）适当选择风扇与散热器之间的距离：一般发动机与散热器之间的最佳距离为100~200mm，这时既能很好地发挥风扇的冷却能力，又能使噪声最小。
2）通过改进叶片形状，使之有较好的流线型和合适的弯曲角度，进而控制噪声。
3）叶片材料：铸铝叶片比冲压钢板叶片的噪声小，有机合成材料(如玻璃钢、高强度尼龙等)叶片比金属叶片噪声小。
4)因风扇不是每时必须工作，装用风扇离合器使风扇仅在必要的时候工作，不仅可减少发动机功率损耗和使发动机经常处在适宜的温度下工作，还可起到降低噪声的作用。
5）令叶片非均匀分布会避免一些声压级很高的有调成分，可降低风扇噪声频谱中那些突出的线状频率尖峰．使噪声频谱变得较为平坦，从而起到降噪作用。
2、燃烧噪声：
产生机理：气缸内气体压力的变化。
影响因素：点火提前角、压缩比、燃烧室形状等；
具体措施：
1）推迟点火提前角：在牺牲发动机功率较小的情况下，适当推迟点火提前角，可以使发动机适当远离爆震边界，减小爆震倾向。
2）提高机体及缸套的刚性，采用隔振隔声措施。
3、机械噪音：
3.1 曲机部份：
产生机理：主要是活塞对缸壁的敲击，根本原因在于它们之间存在间隙并且往复运动的活塞所承受侧向力发生方向突变。
影响因素：如活塞间隙；活塞销孔的偏移；活塞高度；活塞环数；缸套厚度；润滑条件等。
具体降低噪声的措施：
3.1.1减小活塞与缸壁的间隙：在发动机冷态和热态下均能保证活塞不在气缸中卡死、不刮伤气缸壁，且在发动机间隙数值相差不大，可减轻或避免活塞对缸壁的冲击碰撞，达到降噪音目的。另外采用镶钢片活塞，即在铝合金活塞中镶入膨胀系数比铝合金小的材料，以阻碍活塞裙部推力面上的膨胀，从而减小活塞裙部的装配间隙，达到降低噪声的目的。
3.1.2活塞销孔中心偏移：将活塞销孔的位置向左偏离活塞中心线。使活塞向左侧的横向运动方式由原来的整体冲击变为平滑的过渡，从而起到显著的降噪作用。同时过大的偏离量会增加活塞承受尖角负荷的时间，引起早期磨损和导致有效功率降低。
3.1.3增加活塞表面的振动阻尼：在活塞裙部表面覆一层可塑性材料，增加振动阻尼。
3.2配气机构噪声
产生机理：配气机构噪声主要来源于气门开、闭时的撞击、凸轮和挺柱间的及气门落座时的冲击等均会发出噪声。
影响因素主要是凸轮型线、气门间隙和配气机构的刚度。
具体措施：
3.2.1气门间隙：采用液压挺柱，可以从根本上消除气门间隙，从而消除传动中的冲击，并可有效地控制气门落座速度，因而可使配气机构的噪声显著降低。
3.2.2提高凸轮加工精度和减小表面粗糙度值 ：采用磨削方法比普通方法加工出的凸轮噪声级可差几分贝以上
3.2.3减轻驱动元件重量  顶置凸轮轴直接驱动气门比驱动摇臂带动气门噪声低，但采用滚轮摇臂也可使噪声有效降低。
3.2.4选用性能优良的凸轮型线  设计凸轮型线时，除保证气门最大升程、气门运动规律和最佳配气正时外，还要使挺柱在凸轮型线缓冲段范因内的运动速度很小，从而减小气门在始升或落座时的速度，降低因撞击而产生的噪声。
3.3齿轮噪音：
产生机理：两个啮合齿轮具有相同的啮合频率。由于啮合频率即为齿轮的受激频率，当激励力的倍频高谐成分与齿轮固有频率吻合时将出现共振，产生很大的噪声，因此在设计时必须使齿轮的啮合频率尽量避开齿轮系的固有频率。
降低途径：
1）正确地选择齿轮的结构型式与尺寸，在强度许可的条件下减小模数增加齿数加大啮合系数，尽量不使齿轮速度过大；
2）利用斜齿轮取代直齿轮以减小齿间的冲击；
3）加大齿宽；
4）提高齿轮的加工精度和光洁度，提高装配精度，改善润滑条件；
5）齿顶修缘可以避免啮合时齿顶发生冲击；
6）对齿轮进行阻尼处理减轻其振动烈度；
4、从增加刚度方面考虑降噪：
1）缸体及缸轴箱：只有提高壁的刚度才能达到控制噪声辐射的目的。通过增加壁厚、加筋及采用连体式曲轴箱等可以有效降低噪声。
2）罩壳类零件：具有壁薄和表面平面大的特点，往往是主要的表面辐射噪声源。一般是采用加大阻尼的方法减振降噪，也就是采用内耗大的高分子材料作为阻尼材料敷在振动物体上将部分振动机械能转变为热能，从而达到减振降噪的目的。
3）将钢板冲压的部分零部件改成铸铝或铸钢件可以有效降低噪声：油底壳采用铸铝件，可以有效隔断噪声传播途径。

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高手啊

changkong

还有表面辐射噪声