汽車發(fā)動機噪聲解決方法

發(fā)動機噪聲解決方法發(fā)動機是汽車的主要噪聲源，在我國，發(fā)動機噪聲約占汽車總噪聲的55以上，因此為降低汽車噪聲總水平，應(yīng)以控制發(fā)動機噪聲為主要目標(biāo)。1發(fā)動機噪聲的分類及評價方法一分類按噪聲輻射的方式分發(fā)動機噪聲源分為直接大氣輻射和發(fā)動機表面向外輻射的兩大類。直接向大氣輻射的噪聲源有進(jìn)、排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲。發(fā)動機表面噪聲是發(fā)動機內(nèi)部的燃燒過程和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的噪聲，是通過發(fā)動機外表面以及與發(fā)動機外表面剛性連接的零件的振動向大氣輻射的。按發(fā)動機表面噪聲產(chǎn)生的機理，又分為燃燒噪聲和機械噪聲。燃燒噪聲為研究方便，把氣缸內(nèi)燃燒所形成的壓力振動并通過缸蓋和活塞連桿曲軸機體的途徑向外輻射的噪聲。（是由于氣缸周期性變化的壓力作用而產(chǎn)生的，與發(fā)動機的燃燒方式和燃燒速度有關(guān)）機械噪聲把活塞對缸套的敲擊，正時齒輪、配氣機構(gòu)、噴油系統(tǒng)等運動件之間機構(gòu)撞擊所產(chǎn)生的振動激發(fā)的噪聲。（是發(fā)動機工作時各運動件之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(fā)力的大小和發(fā)動機結(jié)構(gòu)動態(tài)特性等因素有關(guān)）二評價方法除考慮其輻射噪聲能量總水平外，應(yīng)考察以下噪聲特性噪聲級及其發(fā)動機工作狀態(tài)的變化關(guān)系發(fā)動機周圍空間各點噪聲級數(shù)值的分布狀態(tài)空間各點的噪聲頻譜以及發(fā)動機工作過程階段的瞬時聲壓級2發(fā)動機燃燒噪聲及其控制一燃燒噪聲的特性僅討論柴油機的燃燒噪聲。燃燒噪聲與燃燒過程有關(guān)，所以從柴油機燃燒過程的四個階段滯燃期、速燃期、緩燃期和補燃期來分別研究它。滯燃期燃料未燃燒，尚在進(jìn)行燃燒前必要的物理和化學(xué)準(zhǔn)備，氣缸中的壓力和溫度變化都很小，因此對噪聲的直接影響甚微，但間接影響重大。速燃期燃料迅速燃燒，氣缸內(nèi)壓力迅速增加，直接影響發(fā)動機的振動和噪聲。影響壓力增長率的主要因素是著火延遲期的長短和供油規(guī)律。延遲期越長，噴入氣缸的燃料越多，壓力增長率越高，則柴油機的沖擊載荷大，柴油機內(nèi)零件敲擊嚴(yán)重，增加了柴油機的結(jié)構(gòu)頻率和所輻射的噪聲。緩燃期氣缸內(nèi)壓力有所增長，但增長率小，能激發(fā)一定程度的燃燒噪聲，但對噪聲的影響不顯著。補燃期活塞下行且絕大多數(shù)燃料已在前兩個時期內(nèi)燃燒完畢，對燃燒噪聲影響不大。綜上所述，燃燒過程的激發(fā)的噪聲主要集中在速燃期，其次是緩燃期。燃燒噪聲主要表現(xiàn)在兩方面由缸內(nèi)壓力急劇變化引起的動力負(fù)荷，由此產(chǎn)生結(jié)構(gòu)振動和噪聲，其頻率相當(dāng)于各傳聲零件的自振頻率。由氣缸內(nèi)氣體的沖擊波引起的高頻振動和噪聲，其頻率為氣缸內(nèi)氣體的自振頻率。燃燒噪聲的根源是氣缸內(nèi)氣體壓力的變化。柴油機產(chǎn)生高聲調(diào)噪聲的原因在速燃期內(nèi)產(chǎn)生的氣體動力載荷，使柴油機內(nèi)相應(yīng)零件受到一種敲擊。由于柴油機的結(jié)構(gòu)可視為一個復(fù)雜的振動系統(tǒng)，大多數(shù)零件的自振頻率處在中、高頻率范圍內(nèi)，因此，由結(jié)構(gòu)傳聲而向外輻射的燃燒噪聲頻率也處在中、高頻率范圍內(nèi)。由氣體動力載荷引起的噪聲，主要取決于壓力增長率及最大壓力增長率持續(xù)的時間，壓力增長越快，持續(xù)高增長率時間越長，則噪聲就越大。在燃燒過程中，隨著氣缸內(nèi)氣體壓力的劇變，與火焰?zhèn)鞑サ耐瑫r，沖擊性質(zhì)的壓力波也隨著傳播，當(dāng)沖擊波達(dá)到燃燒室壁面后將進(jìn)行多次反射，從而形成了氣體的高頻振動。氣缸壓力曲線（在時域上）描述了壓力變化規(guī)律，可以得到燃燒噪聲與著火延遲期、壓力增長率等因素的關(guān)系。氣缸壓力譜（在頻域上）描述了壓力變化規(guī)律，顯示出氣缸壓力曲線所包含的頻率結(jié)構(gòu)和每種頻率成分強度的大小，深刻揭示了燃燒噪聲與氣缸壓力變化及其所引起振動和噪聲的傳播途徑的關(guān)系。氣缸壓力譜（暫略）由氣缸壓力譜知，氣缸壓力曲線實質(zhì)上是由不同頻率、不同幅值的一系列諧波疊加而成。發(fā)動機的結(jié)構(gòu)振動問題可按線性系統(tǒng)來處理，因此據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，氣缸壓力的總作用等于這一系列諧波單獨激發(fā)的總和。一般認(rèn)為，這一系列諧波，由兩條途徑從氣缸內(nèi)傳播出去經(jīng)氣缸蓋和氣缸套經(jīng)曲柄連桿機構(gòu)，即活塞、連桿、曲軸及主軸承。由于發(fā)動機結(jié)構(gòu)中大多數(shù)零件的剛性較高，而中、高頻率的壓力級易于傳出，即發(fā)動機的結(jié)構(gòu)對燃燒噪聲的低頻段衰減大，對高頻段衰減相對較小?！練飧讐毫壟c聲壓級之差稱為衰減量】。試驗表明衰減量基本與氣缸壓力譜無關(guān)。二燃燒噪聲控制降低柴油機燃燒噪聲的根本措施是降低壓力增長率。而壓力增長率取決于著火延遲期和在著火延遲期內(nèi)形成的可燃混合氣的數(shù)量和質(zhì)量，因此可通過選用十六烷值高的燃料，合理組織噴油過程及選用良好的燃燒室來實現(xiàn)。具體措施如下延遲噴油定時由于氣缸內(nèi)壓縮溫度和壓力是隨曲軸轉(zhuǎn)角變化的，噴油時間的早晚對于著火延遲期長短的影響將通過壓縮溫度和壓力而起作用。若噴油早，則燃料進(jìn)入氣缸時的空氣溫度和壓力低，著火延遲期變長；若噴油過遲，同樣燃料進(jìn)入氣缸時的空氣溫度和壓力反而變低，著火延遲期變長，燃燒噪聲增大；只有適當(dāng)推遲噴油時間，即減小噴油提前角，可使著火延遲期延期長，燃燒噪聲減小。改進(jìn)燃燒室結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)柴油機工作過程的好壞主要取決于燃油噴射、氣流運動和燃燒室形狀三方面的配合是否合理。因此，燃燒室的結(jié)構(gòu)形狀與混合氣的形成和燃燒有密切關(guān)系，它不但直接影響柴油機的性能，而且影響著火延遲期、壓力升高率，從而影響燃燒噪聲。根據(jù)混合氣的形成及燃燒精通結(jié)構(gòu)的特點，柴油機的燃燒室分為直噴式和分隔式兩大類A直噴式又分開式、半分開式和球形燃燒室等B分隔式分渦流室和預(yù)燃室。在其它條件相同的情況下，直噴式燃燒室中的球形和斜置圓桶形燃燒室的燃燒噪聲最低，分隔式燃燒室的噪聲一般較低。而形直噴式燃燒室（半分開式）和淺盆形直噴式燃燒室（開式）的燃燒噪聲最大。調(diào)節(jié)燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)也可降低燃燒噪聲。例如在渦流室式發(fā)動機中噴油嘴的噴油方向愈偏離渦流室中心而指向渦流下游，附著于燃燒室壁面的燃料就愈多，燃燒也愈平靜；另外增加渦流室噴孔面積比也可減少噪聲。調(diào)節(jié)噴油系噴油率對燃燒噪聲的影響非常大，試驗表明，噴油率提高一倍，燃燒噪聲就會增加6DB，因此用減少噴油泵供油率的方法來減少燃燒噪聲，但應(yīng)注意高速性能的惡化和增加怠速噪聲的問題。提高廢氣再循環(huán)率和進(jìn)氣節(jié)流提高廢氣再循環(huán)率可減小燃燒率，使發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此對降低燃燒噪聲起到明顯作用。而進(jìn)氣節(jié)流可使氣缸內(nèi)的壓力降低和著火時間推遲，因此進(jìn)氣節(jié)流不但能降低噪聲，而且還能減少柴油機所特有的角速度波動和橫向擺振。采用增壓技術(shù)柴油機增壓后進(jìn)入氣缸的空氣充量密度增加，使壓縮終了時氣缸內(nèi)的溫度和壓力增高，改善了混合氣的著火條件，使著火延遲期縮短。增壓壓力越高，著火延遲期越短，使壓力升高率越小，從而降低燃燒噪聲越多。試驗證明，增壓可使直噴式柴油機燃燒噪聲降低23DB。提高壓縮比提高壓縮比可提高壓縮終了的溫度和壓力，使燃料著火的物理、化學(xué)準(zhǔn)備階段得以改善，從而縮短著火延遲期，降低壓力升高率，降低燃燒噪聲；但壓縮比增大使氣缸內(nèi)壓力增加，會讓活塞敲擊聲增大，因此，提高壓縮比不會使發(fā)動機的總噪聲有很大的降低。改善燃油品質(zhì)燃油品質(zhì)不同，噴入燃燒室后所進(jìn)行著火前的物理、化學(xué)準(zhǔn)備過程就不同，導(dǎo)致著火延遲時間不同。十六烷值高的燃料著火延遲較短，壓力升高率低，燃燒過程柔和。故而，應(yīng)采用十六烷值高的燃料。除采取上述措施改進(jìn)燃燒過程外，還應(yīng)在燃燒激發(fā)力的輻射和傳播途徑上采取措施，增加發(fā)動機結(jié)構(gòu)對燃燒噪聲的衰減，尤其是對中、高頻成分的衰減。具體的措施有提高機體及缸套的剛性，采用隔振隔聲措施，減少活塞、曲柄連桿機構(gòu)各部分的間隙，增加油膜厚度，在保持功率的前提下采用較小的缸徑，增加缸數(shù)或采用較大的S/D值，改變薄壁零件（如油底殼）的材料和附加阻尼。3發(fā)動機的機械噪聲一活塞敲擊噪聲及控制活塞對氣缸壁的敲擊,通常是發(fā)動機最大的機械噪聲源。敲擊的強度主要取決于氣缸的最高爆發(fā)壓力之間的間隙。因此該噪聲既和燃燒有關(guān)，又和發(fā)動機活塞的具體結(jié)構(gòu)有關(guān)。活塞敲擊噪聲產(chǎn)生原因活塞對缸壁的敲擊，根本原因在于它們之間存在間隙且往復(fù)運動的活塞所承受的側(cè)向力發(fā)生方向突變。當(dāng)作用在活塞上的氣體壓力、慣性力和摩擦力發(fā)生在周期性變化時，活塞在曲軸的旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)將受到一個呈周期性變化的側(cè)向力的作用，此力在上、下止點改變方向，從一側(cè)向另一側(cè)作橫向運動，在上止點由右向左，在下止點方向相反。在發(fā)動機的高速運轉(zhuǎn)時，活塞的這種橫向運動的速度很高。由于活塞與缸壁這間有間隙，就形成了對缸壁的強烈沖擊。影響活塞敲擊噪聲的因素很多，如活塞間隙、活塞銷孔的偏移、活塞高度、活塞環(huán)數(shù)、缸套厚度、潤滑條件、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和氣缸直徑等。降低活塞敲擊噪聲的措施根據(jù)影響其因素，常采用以下幾點措施A減小活塞與缸壁的間隙減小間隙可以減小甚至消除活塞橫向運動的位移量，減輕或避免活塞對缸壁的沖擊碰撞，達(dá)到降噪目的。B活塞銷孔中心偏如上圖B所示，將活塞銷孔的位置向左偏離活塞中心線。在壓縮行程終了時，活塞靠在氣缸的右側(cè)壁，由于中心左偏量I的存在，在壓力F的作用下，活塞繞活塞銷旋轉(zhuǎn)，使裙部下端先靠到左側(cè)缸壁上，進(jìn)而再以左下端點為支點，繞其旋轉(zhuǎn)并逐漸全部靠向左側(cè)。這樣，活塞向左的橫向運動方式由原來的整體沖擊變?yōu)槠交倪^渡，從而起到顯著的降噪作用。C增加活塞表面的振動阻尼在活塞裙部表面覆蓋一層可塑性材料，增加振動阻尼，從而緩沖和吸收活塞敲擊的能量，降低活塞高擊噪聲。二配氣機構(gòu)噪聲及控制發(fā)動機配氣機構(gòu)也是重要的機械噪聲源。由于配氣機構(gòu)的零件多、剛性差，易于激發(fā)振動和噪聲。凸輪和挺桿間的摩擦振動、氣門的不規(guī)則運動、搖臂撞擊氣桿尾部以及氣門落座時的沖擊等均會發(fā)出噪聲。產(chǎn)生噪聲的原因A發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時，氣門機構(gòu)的慣性力不高，可將其視為多剛體系統(tǒng)，噪聲主要源于剛體間的摩擦和碰撞。大的噪聲出現(xiàn)在凸輪頂部上推從動桿的時刻，在氣門開啟和關(guān)閉時刻附近亦有較大的噪聲。氣門開啟噪聲主要是由施加于氣門機構(gòu)上的撞擊力造成的，而氣門關(guān)閉噪聲則是由氣門落座時的沖擊產(chǎn)生的。氣門的噪聲級與氣門運動的速度成正比。B發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時，氣門機構(gòu)的慣性國相當(dāng)大，使整個機構(gòu)產(chǎn)生振動。氣門機構(gòu)（彈性系統(tǒng)）工作時各零件的彈性變形會使位于傳動鏈末端氣門處的運動產(chǎn)生很大的畸變，造成氣門運動有時遲后于挺桿，有時超前于挺桿，使傳動鏈出現(xiàn)脫節(jié)，氣門開閉不正常，產(chǎn)生“飛脫”和“反彈”等不規(guī)則運動現(xiàn)象。發(fā)動機的高速運轉(zhuǎn)加劇了這種不規(guī)則運動，增加氣門撞擊的次數(shù)和強度，產(chǎn)生強烈的噪聲。因此，高速時配氣機構(gòu)的噪聲主要與氣門的不規(guī)則運動有關(guān)。影響因素主要是凸輪型線、氣門桿間隙和配氣機構(gòu)的剛度。應(yīng)采取的措施減小氣門間隙減小間隙可減小因間隙存在而產(chǎn)生的撞擊，從而減小噪聲提高凸輪加工精度和減小表面粗糙度值提高配氣機構(gòu)剛度提高配氣機構(gòu)傳動鏈的各元件的及其支承座的剛度，可使其固有頻率增高，減小振動，縮小氣門運動的畸變，達(dá)到降噪目的。減輕驅(qū)動元件重量在相同發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，減輕驅(qū)動元件重量就減小了其慣性力，降低了配氣機構(gòu)所激發(fā)的振動和噪聲。選用性能優(yōu)良的凸輪型線設(shè)計凸輪型線時，除保證氣門最大升程、氣門運動規(guī)律和最佳配氣正時外，還要使挺桿在凸輪型線緩沖范圍內(nèi)的運動速度很小，從而減小氣門在始升或落座時的速度，降低因撞擊而產(chǎn)生的噪聲。二配氣機構(gòu)噪聲及控制發(fā)動機配氣機構(gòu)也是重要的機械噪聲源。由于配氣機構(gòu)的零件多、剛性差，易于激發(fā)振動和噪聲。凸輪和挺桿間的摩擦振動、氣門的不規(guī)則運動、搖臂撞擊氣桿尾部以及氣門落座時的沖擊等均會發(fā)出噪聲。產(chǎn)生噪聲的原因A發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時，氣門機構(gòu)的慣性力不高，可將其視為多剛體系統(tǒng)，噪聲主要源于剛體間的摩擦和碰撞。大的噪聲出現(xiàn)在凸輪頂部上推從動桿的時刻，在氣門開啟和關(guān)閉時刻附近亦有較大的噪聲。氣門開啟噪聲主要是由施加于氣門機構(gòu)上的撞擊力造成的，而氣門關(guān)閉噪聲則是由氣門落座時的沖擊產(chǎn)生的。氣門的噪聲級與氣門運動的速度成正比。B發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時，氣門機構(gòu)的慣性國相當(dāng)大，使整個機構(gòu)產(chǎn)生振動。氣門機構(gòu)（彈性系統(tǒng)）工作時各零件的彈性變形會使位于傳動鏈末端氣門處的運動產(chǎn)生很大的畸變，造成氣門運動有時遲后于挺桿，有時超前于挺桿，使傳動鏈出現(xiàn)脫節(jié)，氣門開閉不正常，產(chǎn)生“飛脫”和“反彈”等不規(guī)則運動現(xiàn)象。發(fā)動機的高速運轉(zhuǎn)加劇了這種不規(guī)則運動，增加氣門撞擊的次數(shù)和強度，產(chǎn)生強烈的噪聲。因此，高速時配氣機構(gòu)的噪聲主要與氣門的不規(guī)則運動有關(guān)。影響因素主要是凸輪型線、氣門桿間隙和配氣機構(gòu)的剛度。應(yīng)采取的措施減小氣門間隙減小間隙可減小因間隙存在而產(chǎn)生的撞擊，從而減小噪聲提高凸輪加工精度和減小表面粗糙度值提高配氣機構(gòu)剛度提高配氣機構(gòu)傳動鏈的各元件的及其支承座的剛度，可使其固有頻率增高，減小振動，縮小氣門運動的畸變，達(dá)到降噪目的。減輕驅(qū)動元件重量在相同發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，減輕驅(qū)動元件重量就減小了其慣性力，降低了配氣機構(gòu)所激發(fā)的振動和噪聲。選用性能優(yōu)良的凸輪型線設(shè)計凸輪型線時，除保證氣門最大升程、氣門運動規(guī)律和最佳配氣正時外，還要使挺桿在凸輪型線緩沖范圍內(nèi)的運動速度很小，從而減小氣門在始升或落座時的速度，降低因撞擊而產(chǎn)生的噪聲。三供油系噪聲噴油系統(tǒng)是柴油機的噪聲源之一。其主要成分在幾千赫茲以上的高頻區(qū)域內(nèi)，在發(fā)動機的某些部位，人耳對它們往往清晰可辨，它也是發(fā)動機噪聲不可忽略的噪聲源。產(chǎn)生原因是由噴油泵和高壓油管系統(tǒng)的振動引起的，主要是由周期性變化的柱塞上部的燃油壓力、高壓油管內(nèi)的燃油壓力以及發(fā)動機往復(fù)運動慣性力激發(fā)泵體自身振動而引起的，其大小與發(fā)動機轉(zhuǎn)速、泵內(nèi)燃油壓力、供油量及泵的結(jié)構(gòu)有關(guān)。試驗表明當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)速增加一倍，噴油泵噪聲約增815DB，燃油壓力由0增至150MPA時，噪聲僅增34DB，說明供油量對噴油泵噪聲影響較小。提高噴油泵的剛性，采用單體泵及選用損耗系數(shù)較大的材料作泵體，可減小因泵體振動產(chǎn)生的噪聲。可分為流體噪聲和機械噪聲。A流體噪聲包括液壓泵壓力脈動激發(fā)的噪聲。這種壓力脈動將激情泵體產(chǎn)生振動和噪聲，同時還將使燃油產(chǎn)生很大的加速度，從而沖擊管壁而激發(fā)噪聲?？昭ìF(xiàn)象激發(fā)的噪聲。當(dāng)油路中高壓力急速脈動的情況下，油中含有空氣會不斷地形成氣泡又破滅，形成所謂空穴噪聲。噴油系統(tǒng)管道的共振噪聲。當(dāng)油管中供油壓力脈動的頻率接近或等于管道系統(tǒng)的固有頻率時，引起共振，激發(fā)噪聲。B械噪聲包括噴油泵凸輪和滾輪體之間的周期性沖擊和摩擦，特別是當(dāng)恢復(fù)彈簧的固有頻率和這種周期性的沖擊接近時，會產(chǎn)生共振，使噪聲加劇。4發(fā)動機的空氣動力噪聲發(fā)動機空氣動力噪聲包括進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲。一進(jìn)氣噪聲及其控制進(jìn)氣噪聲進(jìn)氣門周期性開閉引起進(jìn)氣管道內(nèi)壓力起伏變化而形成的空氣動力性噪聲。對某些發(fā)動機而言，進(jìn)氣噪聲有時比發(fā)動機本體噪聲高出5DB左右，成為僅次于排氣噪聲的主要聲源。產(chǎn)生原因A當(dāng)進(jìn)氣閥突然關(guān)閉時，必將引起進(jìn)氣管道中空氣壓力和速度的波動，這種波動由氣門處以壓縮波和稀疏波的形式沿著管道向遠(yuǎn)方傳播，并在管道開口端和固定壁面端（關(guān)閉的氣門）之間產(chǎn)生多次反射，在此期間進(jìn)氣管道中的氣流柱由于振動會產(chǎn)生一定的波動噪聲。B當(dāng)進(jìn)氣閥開啟時，活塞由上止點下行吸氣，其速度由零變到最大值25M/S左右，鄰近活塞的氣體分子必然以同樣的速度運動，在進(jìn)氣管內(nèi)會產(chǎn)生一個壓力脈沖，從而形成強烈的脈沖噪聲。另一方面，在進(jìn)氣進(jìn)程中氣流高速流過進(jìn)氣門流通截面，會形成強烈的渦流噪聲，其主要頻率成分在10002000HZ范圍內(nèi)。進(jìn)氣噪聲的大小與進(jìn)氣方式、進(jìn)氣門結(jié)構(gòu)、缸徑、凸輪型線等設(shè)計因素有關(guān)。對同一臺發(fā)動機而言，進(jìn)氣噪聲主要受轉(zhuǎn)速影響，轉(zhuǎn)速增加一倍，進(jìn)氣噪聲增加1018DB。其原因在于轉(zhuǎn)速增加使進(jìn)氣管道中的氣流速度增加，同時使上述的波動噪聲、脈沖噪聲和渦流噪聲加劇。采取的措施A安裝空氣濾清器B設(shè)置進(jìn)氣消聲器二排氣噪聲及其控制排氣噪聲當(dāng)發(fā)動機的排氣閥門突然開啟后，廢氣會以很高的速度沖出，經(jīng)排氣管沖入大氣，是一十分復(fù)雜而不穩(wěn)定的過程。在此進(jìn)程中產(chǎn)生噪聲為排氣噪聲。其中以廢氣通過氣閥時產(chǎn)生的渦流噪聲最強烈。排氣噪聲的基頻是發(fā)動機的發(fā)火頻率，在整個排氣噪聲頻譜中呈現(xiàn)出基頻及其高次諧波的延伸。發(fā)動機排氣噪聲的頻率（HZ）按下式計算其中K諧波次I氣缸數(shù)N發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速R/MIN沖程系數(shù)二沖程發(fā)動機1四沖程發(fā)動機2根據(jù)周期性信號展開為付立葉級數(shù)的一般規(guī)律知，隨著諧波次數(shù)千K值的增加，其幅值將迅速降低，即高諧次的排氣噪聲聲級將迅速降低。除上述噪聲外，排氣噪聲與進(jìn)氣噪聲類似，還包括排氣總管和排氣歧管中存在的氣柱共振噪聲、氣門桿背部的渦流噪聲、排氣系統(tǒng)管道內(nèi)壁面處的紊流噪聲等，此外，排氣噪聲還包括廢氣噴注和沖出噪聲。在同等條件下，柴油機的排氣噪聲比汽油機的大，二沖程發(fā)動機的比四沖程發(fā)動機的大。發(fā)動機排氣噪聲呈明顯的低頻特性，噪聲級的大小與發(fā)動機功率、排量、轉(zhuǎn)速、平均有效壓力以及排氣口形狀、尺寸等因素有直接關(guān)系。大量試驗表明，排氣噪聲隨排量、轉(zhuǎn)速、功率、平均有效壓力的增加而提高。對同一臺發(fā)動機來說，影響排氣噪聲最重要的因素是發(fā)動機轉(zhuǎn)速及負(fù)荷。試驗表明，發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加一倍，空負(fù)荷排氣噪聲增加1014DB，而全負(fù)荷的僅增加59DB。綜合在量的試驗數(shù)據(jù)得出排氣噪聲（DB）與發(fā)動機轉(zhuǎn)速、平均有效壓力和排量的關(guān)系為四沖程柴油機L28LGN20LGPME15LGVHK1四沖程汽油機L25LGN20LGPME13LGVHK2其中N發(fā)動機轉(zhuǎn)速，R/MIN；PME平均有效壓力，100KPA；VH發(fā)動機排量，L；K1、K2與發(fā)動機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)?？刂婆艢庠肼暤拇胧〢對噪聲源本身采取措施從排氣噪聲的發(fā)生機理分析入手，在不降低發(fā)動機性能、不對排氣系統(tǒng)作大改動的前提下，采取措施改進(jìn)排氣歧管的布置，使吹過管口的氣流方向與該管的軸線夾角保持在最不易策動該管發(fā)生共振的角度范圍內(nèi)。合理設(shè)計各歧管的長度，使管的聲共振頻率錯開。使各排氣歧管管口及各管之間連接處都有較大的過渡圓角，減小斷面突變，避免管口存在尖銳的邊緣，以減弱聲共振作用。降低排氣門桿、氣門、歧管和排氣道內(nèi)壁面的表面粗糙度值，以減小紊流附面層中的渦流強度。在保證排氣門剛度和強度和條件下，盡可能減小排氣門桿直徑。B采用排氣消聲器和減小由排氣歧管傳來的結(jié)構(gòu)振動排氣消聲器是普遍采用的最有效的降噪手段。為控制排氣歧管的結(jié)構(gòu)振動，可改進(jìn)排氣歧管結(jié)構(gòu)以獲得適宜的振動傳遞特性，或?qū)ε艢馄绻懿扇「粽翊胧煽刂普駝?、降低噪聲。三風(fēng)扇噪聲風(fēng)扇噪聲由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。旋轉(zhuǎn)噪聲（又叫葉片噪聲）是由于旋轉(zhuǎn)著的葉片周期性地切割空氣，引起空氣的壓力脈動而產(chǎn)生的。其基頻（HZ）為FL其中N風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，R/MIN；Z葉片數(shù)渦流噪聲風(fēng)扇轉(zhuǎn)動使周圍氣體產(chǎn)生渦流，此渦流由于沾滯力的作用又分裂成一系列分離的小渦流。這些渦流及其分裂過程使空氣發(fā)生擾動，形成壓縮與稀疏過程，從而產(chǎn)生渦流噪聲。其頻譜峰的頻率為FMAXK其中V風(fēng)扇圓周速度，M/S；D葉片在氣流入射方向上的厚度，M；K0。150。22常數(shù)顯然，F(xiàn)MAX與V正比，但旋轉(zhuǎn)葉片上的圓圍速度隨與圓心距離不同而連續(xù)變化，所以渦流噪聲呈明顯的連續(xù)譜特征。風(fēng)扇噪聲隨轉(zhuǎn)速增加而迅速提高，轉(zhuǎn)速提高一倍，聲級增加1117DB。通常在低轉(zhuǎn)速時，風(fēng)扇噪聲比發(fā)動機本體噪聲低得多，但在高轉(zhuǎn)速時，風(fēng)扇噪聲往往成主要甚至最大的噪聲源。控制風(fēng)扇噪聲的措施選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)扇與散熱器之間的距離。一般取100200，能很好地發(fā)揮風(fēng)扇的冷卻能力，又能使噪聲最小。改進(jìn)風(fēng)扇葉片形狀，使之有較好的流線型和合適的彎曲角度，降低其附近的渦流強度，達(dá)到控制噪聲的目的。試驗表明，葉片材料對其噪聲有一定的影響，鑄鋁葉片比沖壓鋼板的噪聲小，而有機合成材料葉片比金屬的噪聲小。設(shè)置風(fēng)扇離合器，使之在必要的時候工作，不僅可減少發(fā)動機功率損耗和使發(fā)動機經(jīng)常處在適宜的溫度下工作，而且起到降噪的作用。令葉片非均勻分布。由于葉片均勻分布的風(fēng)扇，往往會產(chǎn)生一些聲壓級很高的有調(diào)成分，采用非均勻分布，可避免這種情形。例如四葉片風(fēng)扇的葉片間周夾角布置為70和110，則可有效降低風(fēng)扇噪聲譜中那些突出的線狀尖峰，使噪聲譜變得較為平坦，從而起到降噪作用。5發(fā)動機表面輻射噪聲及其控制發(fā)動機的燃燒激振力和機械激振力通過各個結(jié)構(gòu)零件傳遞到發(fā)動機的外表面上，形成表面的振動響應(yīng)。發(fā)動機表面的振動又激發(fā)相鄰空氣介質(zhì)質(zhì)點的振動，形成聲波向外輻射，即發(fā)動機的表面輻射噪聲。為使發(fā)動機表面輻射噪聲減小除了在燃燒激振力和機械激振力的產(chǎn)生根源上采取措施之外，還要在這此激振力的傳遞途徑上和表面輻射噪聲的效率方面采取措施，最終達(dá)到有效控制發(fā)動機噪聲的目的。為此，需要研究激振力和結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的關(guān)系、表面振動與輻射噪聲之間的關(guān)系以及發(fā)動機表面噪聲的分布狀況等方面的問題。發(fā)動機結(jié)構(gòu)為一復(fù)雜的機械系統(tǒng)，可視為多自由度振動系統(tǒng)，其激振力和結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的關(guān)系可通過脈沖響應(yīng)函數(shù)來確定，也可通過有限元計算或試驗?zāi)B(tài)分析的方法來確定發(fā)動機結(jié)構(gòu)的主要階次模態(tài)參數(shù)，其中，固有頻率和振型對控制發(fā)動機和噪聲有特別重要的意義。因為結(jié)構(gòu)以某一階模態(tài)振動時，將在其輻射噪聲頻譜上出現(xiàn)下一個峰值。若峰值過高，則將對整個結(jié)構(gòu)輻射噪聲的強度產(chǎn)生較大影響，此時可考慮根據(jù)該階振動的形狀采取相應(yīng)的措施，以改變該階模態(tài)的固有頻率、阻尼、剛度和質(zhì)量分配等，使結(jié)構(gòu)的固有頻率向不易策動共振的區(qū)域。表面輻射