汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚摶菊n件-第九章

1、第一節(jié)排放物及危害第二節(jié)排放污染物的機(jī)內(nèi)、機(jī)外凈化技術(shù)第三節(jié)排放法規(guī)及測(cè)試方法第四節(jié)柴油機(jī)的噪聲第五節(jié)工程應(yīng)用實(shí)例(文摘)第九章發(fā)動(dòng)機(jī)的排放與噪聲空氣：空氣：恒定成分：氧氣、氮?dú)?、稀有氣體等可變成分：二氧化碳、水蒸氣等不定部分：有害氣體、塵埃等發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣污染發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣污染是空氣中不定組分的最主要的來(lái)源，已成為城市污染的首要污染源。第一節(jié)排放物及危害一、排放物分類二、發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的危害：二、發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的危害：1.一氧化碳一氧化碳CO ： CO是無(wú)色無(wú)臭有窒息性的毒性氣體，由于是無(wú)色無(wú)臭有窒息性的毒性氣體，由于CO和血液中有和血液中有輸氧能力的血紅素蛋白輸氧能力的血紅素蛋白(Hb)的親和

2、力比氧氣和的親和力比氧氣和Hb的親和力約的親和力約大大300倍，能很快和倍，能很快和Hb結(jié)合形成碳氧血紅素蛋白結(jié)合形成碳氧血紅素蛋白(HbCO)，同，同時(shí)時(shí)HbCO的解離速度卻比氧合血紅蛋白的解離慢的解離速度卻比氧合血紅蛋白的解離慢3600倍，且倍，且HbCO的存在影響氧合血紅蛋白的解離的存在影響氧合血紅蛋白的解離,阻礙了氧的釋放阻礙了氧的釋放,導(dǎo)致導(dǎo)致低氧血癥低氧血癥,使心臟、頭腦等重要器官嚴(yán)重缺氧，引起頭暈、使心臟、頭腦等重要器官嚴(yán)重缺氧，引起頭暈、惡心、頭痛等癥狀，輕度中毒將使中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損，嚴(yán)重惡心、頭痛等癥狀，輕度中毒將使中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使心血管官能喪失，直至死亡。時(shí)會(huì)使

3、心血管官能喪失，直至死亡。 2.2.碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔颒C： HC包括未燃和未完全燃燒的燃油、潤(rùn)滑包括未燃和未完全燃燒的燃油、潤(rùn)滑油及其裂解和部分氧化產(chǎn)物，如烷烴、烯烴、油及其裂解和部分氧化產(chǎn)物，如烷烴、烯烴、芳香烴、醛、酮、酸等數(shù)百種成分。烷烴基本芳香烴、醛、酮、酸等數(shù)百種成分。烷烴基本上無(wú)味，對(duì)人體健康不產(chǎn)生直接影響。烯烴略上無(wú)味，對(duì)人體健康不產(chǎn)生直接影響。烯烴略帶甜味，有麻醉作用，對(duì)粘膜有刺激，經(jīng)代謝帶甜味，有麻醉作用，對(duì)粘膜有刺激，經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化會(huì)變成對(duì)基因有毒的環(huán)氧衍生物。芳香烴轉(zhuǎn)化會(huì)變成對(duì)基因有毒的環(huán)氧衍生物。芳香烴對(duì)血液和神經(jīng)系統(tǒng)有害，特別是多環(huán)芳香烴對(duì)血液和神經(jīng)系統(tǒng)有害，特別是多

4、環(huán)芳香烴(PAH)及其衍生物有強(qiáng)致癌作用。醛類是刺激及其衍生物有強(qiáng)致癌作用。醛類是刺激性物質(zhì)，對(duì)眼、呼吸道、血液有毒害。烴類成性物質(zhì)，對(duì)眼、呼吸道、血液有毒害。烴類成分還是引起光化學(xué)煙霧的主要物質(zhì)。分還是引起光化學(xué)煙霧的主要物質(zhì)。3.3.氮氧化物氮氧化物NOx： 氮氧化物是燃燒過(guò)程形成的多種氮氧化物，如氮氧化物是燃燒過(guò)程形成的多種氮氧化物，如NO、NO2、N2O3、N2O5等，總稱為等，總稱為NOx。在內(nèi)燃機(jī)中主要是。在內(nèi)燃機(jī)中主要是NO，約占，約占95，其次為，其次為NO2，占占5。NO是無(wú)色無(wú)味氣體，只有輕度刺激性，毒性不大，高濃度時(shí)會(huì)造是無(wú)色無(wú)味氣體，只有輕度刺激性，毒性不大，高濃度時(shí)會(huì)

5、造成中樞神經(jīng)有輕度障礙，但成中樞神經(jīng)有輕度障礙，但NO易被氧化成易被氧化成NO2。NO2是一種紅棕色有刺是一種紅棕色有刺激性氣味的有毒氣體。它對(duì)人體健康的影響見(jiàn)表激性氣味的有毒氣體。它對(duì)人體健康的影響見(jiàn)表83。NO2吸人人體后，吸人人體后，和血液中血紅素蛋白和血液中血紅素蛋白(Hb)結(jié)合，使血液輸氧能力下降，對(duì)心臟、肝、腎都結(jié)合，使血液輸氧能力下降，對(duì)心臟、肝、腎都會(huì)有影響。會(huì)有影響。NO2易溶于水，被人吸入肺部后，能與肺中的水分結(jié)合成稀硝易溶于水，被人吸入肺部后，能與肺中的水分結(jié)合成稀硝酸，引起支氣管炎、肺氣腫。酸，引起支氣管炎、肺氣腫。NO2是地面附近大氣中形成光化學(xué)煙霧的主是地面附近大氣

6、中形成光化學(xué)煙霧的主要因素，也是酸雨的來(lái)源之一。要因素，也是酸雨的來(lái)源之一。 4.光化學(xué)煙霧：光化學(xué)煙霧： HC和和NOx在太陽(yáng)紫外線作用下會(huì)生成臭在太陽(yáng)紫外線作用下會(huì)生成臭氧氧(O3)和過(guò)氧酰基硝酸鹽和過(guò)氧?；跛猁}(PAN)，即一種具有，即一種具有刺激性的淺藍(lán)色煙霧，稱為光化學(xué)煙霧，它是刺激性的淺藍(lán)色煙霧，稱為光化學(xué)煙霧，它是一種有強(qiáng)刺激性的二次污染物。臭氧對(duì)人體的一種有強(qiáng)刺激性的二次污染物。臭氧對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)在刺激和破壞深部呼吸道粘膜和危害主要表現(xiàn)在刺激和破壞深部呼吸道粘膜和組織，對(duì)眼睛也有刺激組織，對(duì)眼睛也有刺激, 5.微粒：微粒： 微粒對(duì)人體健康的危害和微粒的大小及其組成有關(guān)。

7、微粒微粒對(duì)人體健康的危害和微粒的大小及其組成有關(guān)。微粒愈小，懸浮在空氣中的時(shí)間愈長(zhǎng)，進(jìn)入人體肺部后停滯在肺愈小，懸浮在空氣中的時(shí)間愈長(zhǎng)，進(jìn)入人體肺部后停滯在肺部及支氣管中的比例愈大，危害也就愈大，小于部及支氣管中的比例愈大，危害也就愈大，小于0.1m(微米，微米，106m)的微粒能在空氣中作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入肺部并附在肺細(xì)的微粒能在空氣中作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入肺部并附在肺細(xì)胞的組織中，有些還會(huì)被血液吸收。胞的組織中，有些還會(huì)被血液吸收。(0.10.5)m微粒能深微粒能深入肺部并粘附在肺葉表面的粘液中，隨后會(huì)被絨毛所清除。入肺部并粘附在肺葉表面的粘液中，隨后會(huì)被絨毛所清除。大于大于5m的微粒常在鼻處受阻，

8、不能深入呼吸道，大于的微粒常在鼻處受阻，不能深入呼吸道，大于10m的微?？膳懦鲶w外。的微粒可排出體外。 微粒能粘附微粒能粘附SO2、未燃、未燃HC、NO2等有毒物質(zhì)或苯丙芘等等有毒物質(zhì)或苯丙芘等致癌物，因而對(duì)人體健康造成更大危害。由于柴油機(jī)的微粒致癌物，因而對(duì)人體健康造成更大危害。由于柴油機(jī)的微粒直徑大多小于直徑大多小于0.3m，而且數(shù)量比汽油機(jī)高出，而且數(shù)量比汽油機(jī)高出3060倍，成倍，成分更為復(fù)雜，因而柴油機(jī)排出的微粒危害更大。分更為復(fù)雜，因而柴油機(jī)排出的微粒危害更大。 第二節(jié)排放污染物的機(jī)內(nèi)、機(jī)外凈化技術(shù)一、排放污染物的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)(一)汽油機(jī)的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù).推遲點(diǎn)火時(shí)間(點(diǎn)火提前角)

9、推遲點(diǎn)火提前角一直是最簡(jiǎn)單易行，也是最普遍應(yīng)用的排放控制技術(shù)。汽油機(jī)推遲點(diǎn)火提前角，除因燃燒溫度下降使的生成速度和生成量降低外，還會(huì)因后燃使的排放量也同時(shí)降低。但推遲點(diǎn)火提前角降低排放的效果是有限的，在不使動(dòng)力性和燃油消耗率明顯惡化的前提下，可降低。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)綜合考慮排放特性、動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性來(lái)確定最佳點(diǎn)火提前角。.廢氣再循環(huán)圖-廢氣再循環(huán)系統(tǒng)工作原理.燃燒系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)圖-采用高位活塞環(huán)的降低效果.提高點(diǎn)火能量 提高點(diǎn)火能量可以提高著火的可靠性，減小循環(huán)波動(dòng)率，擴(kuò)大混合氣的著火界限。特別是伴隨著汽油機(jī)燃燒稀薄化，無(wú)觸點(diǎn)的高能電子點(diǎn)火系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。提高點(diǎn)火能量的措施有增大火花塞極間電壓

10、(極間電壓一般為，但最高的有)、增大火花塞間隙(如由.增大至.)以及延長(zhǎng)放電時(shí)間等方法。.電控汽油噴射技術(shù)(F)電控汽油噴射系統(tǒng)由于能夠更精確、更柔性地滿足各工況的參數(shù)優(yōu)化要求，從而可以實(shí)現(xiàn)排放特性、燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的綜合優(yōu)化。此外，三效催化轉(zhuǎn)化器與電控噴射系統(tǒng)的組合，已成為當(dāng)前和未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)汽油機(jī)排放控制的最有效和最主要技術(shù)。另外，可變進(jìn)氣系統(tǒng)、可變配氣相位、可變排量、稀薄燃燒以及缸內(nèi)直噴式燃燒方法等新技術(shù)，在改善汽油機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，也不同程度地改善了排放特性?？傊?，汽油機(jī)的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)措施并不是很多、很復(fù)雜，這是由于汽油機(jī)目前主要采用以閉環(huán)電噴加三效催化劑為核心的排放控制技術(shù)，

11、因而大大減輕了對(duì)機(jī)內(nèi)凈化的要求，燃燒過(guò)程的組織仍可以動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)作為優(yōu)化目標(biāo)，而用燃燒以外的排氣后處理技術(shù)來(lái)降低已生成的有害成分排放。機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)1.增壓中冷技術(shù)增壓中冷技術(shù)將增壓后空氣再進(jìn)行冷卻的中冷技術(shù)，使得將增壓后空氣再進(jìn)行冷卻的中冷技術(shù)，使得進(jìn)氣溫度降低，循環(huán)進(jìn)氣量更大。這樣，增加進(jìn)氣溫度降低，循環(huán)進(jìn)氣量更大。這樣，增加空燃比改善了柴油機(jī)的燃燒，從而降低了微粒、空燃比改善了柴油機(jī)的燃燒，從而降低了微粒、NOx排放，而且功率進(jìn)一步增加。排放，而且功率進(jìn)一步增加。增壓中冷柴油機(jī)參數(shù)選配得當(dāng)，則柴油機(jī)大增壓中冷柴油機(jī)參數(shù)選配得當(dāng)，則柴油機(jī)大部分性能都會(huì)得到改善。部分性能都會(huì)

12、得到改善。(二)柴油機(jī)的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù).改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)：改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)：進(jìn)氣組織：組織一定強(qiáng)度的缸內(nèi)旋流或紊流。多氣門：多氣門能加大循環(huán)充氣量以改善動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性和排放性能。 .改進(jìn)噴油系統(tǒng)改進(jìn)噴油系統(tǒng)高壓噴射高壓噴射推遲噴油提前角推遲噴油提前角減小噴孔直徑，增加噴減小噴孔直徑，增加噴孔數(shù)目孔數(shù)目高壓共軌電控燃油噴射高壓共軌電控燃油噴射.改進(jìn)燃燒系統(tǒng)改進(jìn)燃燒系統(tǒng)燃燒室容積比燃燒室容積比：燃燒室容積對(duì)氣缸余隙容積之比。燃燒室口徑比燃燒室口徑比：采用較大口徑比的淺平燃燒室，配合小孔徑的多噴孔噴嘴。燃燒室形狀燃燒室形狀縮口燃燒室已取代應(yīng)用最廣的直邊不縮口燃燒室。v用縮口燃燒室加強(qiáng)燃燒室口部的氣體湍流，促進(jìn)擴(kuò)

13、散混合和燃燒。v燃燒室底部中央的凸起適當(dāng)加大，以進(jìn)一步提高空氣的利用率。用帶圓角的方形或五瓣梅花形（分別配4孔和5孔噴嘴）代替圓形燃燒室，加強(qiáng)燃燒室中的微觀湍流，加速燃燒，減少碳煙生成。v適當(dāng)提高柴油機(jī)壓縮比可降低HC和CO排放，并結(jié)合推遲噴油獲得動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性能與NOx排放之間較好的折中。 適當(dāng)提高壓縮比適當(dāng)提高壓縮比. 降低機(jī)油消耗降低機(jī)油消耗 盡可能減少竄入燃燒室的機(jī)油量；盡可能減少竄入燃燒室的機(jī)油量； 減少機(jī)油從氣門桿的泄漏。減少機(jī)油從氣門桿的泄漏。. 廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán) 柴油機(jī)可以使用比汽油機(jī)大得多的廢氣再柴油機(jī)可以使用比汽油機(jī)大得多的廢氣再循環(huán)量。循環(huán)量。. 提高燃油品質(zhì)提高燃油品質(zhì)

14、 提高柴油的十六烷值。提高柴油的十六烷值。機(jī)外凈化技術(shù)機(jī)外凈化技術(shù).微粒捕集器微粒捕集器 采用過(guò)濾采用過(guò)濾的方法對(duì)柴油的方法對(duì)柴油機(jī)排氣中的微機(jī)排氣中的微粒進(jìn)行凈化。粒進(jìn)行凈化。 .氧化催化轉(zhuǎn)化器氧化催化轉(zhuǎn)化器. NOx還原催化轉(zhuǎn)化器還原催化轉(zhuǎn)化器. 四元催化轉(zhuǎn)化器四元催化轉(zhuǎn)化器三、非排氣污染物控制技術(shù).曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)如圖9-15所示。新鮮空氣由空濾器進(jìn)入曲軸箱與竄氣混合后，經(jīng)閥進(jìn)入進(jìn)氣管，與空氣或油氣混合氣一起被吸入氣缸燃燒掉。閥可隨發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)吸入氣缸的竄氣量。在怠速和小負(fù)荷時(shí)，由于進(jìn)氣管真空度較高，閥體被吸向上方(進(jìn)氣管側(cè))，閥口流通截面減少，吸入氣缸的竄

15、氣量減少，以避免混合氣過(guò)稀，造成燃燒不穩(wěn)定或失火；而在加速和大負(fù)荷時(shí)，竄氣量增多，而進(jìn)氣管真空度變低，在彈簧作用下閥體下移，閥口流通截面增大，使大量的竄氣進(jìn)入氣缸被燃燒掉；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一旦竄氣量過(guò)多而不能完全被吸凈時(shí)，部分竄氣會(huì)從閉式通氣口進(jìn)入空濾器，經(jīng)化油器被吸入進(jìn)氣管。.燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)圖-燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)圖-電控燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)方框圖電控單元空氣濾清器發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管電磁式清除閥泄漏檢測(cè)泵活性炭罐油箱 不同工況由于混合氣濃度不同，有害物不同工況由于混合氣濃度不同，有害物的排放量相差很大。的排放量相差很大。 在怠速工況下，在怠速工況下， HC排放濃度增加排放濃度增加. 在減速工

16、況下，在減速工況下，HC增加。增加。一、概述第三節(jié)排放法規(guī)及測(cè)試方法.輕型車與重型車工況法又根據(jù)輕型車和重型車而采用不同的試驗(yàn)方法。對(duì)于輕型車和重型車的定義各國(guó)不完全統(tǒng)一，一般將總質(zhì)量在()范圍內(nèi)，乘員在人以下的車輛定義為輕型車，為了與農(nóng)用車區(qū)別，還規(guī)定其最高車速應(yīng)在以上。而總質(zhì)量在()以上的定義為重型車。.排放限值 工況法檢測(cè)的排放限值一般分為兩類，即產(chǎn)品認(rèn)證試驗(yàn)限值和產(chǎn)品一致性試驗(yàn)限值。產(chǎn)品認(rèn)證試驗(yàn)是指對(duì)新設(shè)計(jì)車型的認(rèn)證試驗(yàn)；產(chǎn)品一致性試驗(yàn)是指對(duì)批量生產(chǎn)車輛的試驗(yàn)，要求從成批生產(chǎn)的車輛中任意抽取一輛或若干輛進(jìn)行試驗(yàn)。一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品認(rèn)證試驗(yàn)限值嚴(yán)于產(chǎn)品一致性試驗(yàn)限值，但這兩種排放限值今后有合

17、二為一的趨勢(shì)。二、排放法規(guī).輕型車排放法規(guī)()美國(guó)排放法規(guī)世界上最早的工況法排放法規(guī)于年誕生在美國(guó)加利福尼亞州，用七個(gè)工況組成一個(gè)測(cè)試循環(huán)(稱為加州標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試循環(huán))，并于年被美國(guó)聯(lián)邦政府采納作為聯(lián)邦排放法規(guī)。()歐洲排放法規(guī)歐洲現(xiàn)行的輕型車排放測(cè)試循環(huán)如圖-所示，它由若干等加速、等減速、等速和怠速工況組成。()日本排放法規(guī)日本于年起實(shí)施“大氣污染防止法”，年起采用工況測(cè)試循環(huán)(熱起動(dòng))，年起改用工況測(cè)試循環(huán)，如圖-所示。()各種排放法規(guī)的對(duì)比表-給出了美國(guó)、歐洲、日本輕型車排放測(cè)試循環(huán)的主要參數(shù)對(duì)比。()我國(guó)排放法規(guī)我國(guó)于年月日開(kāi)始實(shí)施排放法規(guī)。圖-美國(guó)-測(cè)試循環(huán)圖-歐洲測(cè)試循環(huán)(-)圖-日本測(cè)

18、試循環(huán)表-美國(guó)、歐洲、日本輕型車排放測(cè)試循環(huán)的主要參數(shù)對(duì)比圖-輕型車排放控制的進(jìn)程表-歐洲重型車用柴油機(jī)排放限值(單位：().重型車排放法規(guī)三、排放檢測(cè)的取樣系統(tǒng).輕型車工況法測(cè)試的取樣系統(tǒng)圖-用于輕型車工況法測(cè)試的定容采樣系統(tǒng)(系統(tǒng))底盤測(cè)功機(jī)空氣取樣袋積累流量計(jì)臨界流文杜里管旋風(fēng)分離器 稀釋空氣濾清器稀釋排氣抽氣泵稀釋風(fēng)道過(guò)濾器流量控制器 流量計(jì)換熱器加熱過(guò)濾器壓力表快接管接頭快速作用閥稀釋排氣取樣袋測(cè)量微粒排放質(zhì)量的取樣過(guò)濾器 取樣泵溫度控制器溫度傳感器.發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架測(cè)試時(shí)的采樣系統(tǒng)圖-加熱采樣系統(tǒng)取樣探頭粗濾器逆向清掃系統(tǒng)取樣泵減壓器氣樣冷卻器冷凝液分離器細(xì)濾器四、有害氣體成分分析目前，

19、用于汽車氣體排放污染物分析的方法主要有三種，即，用不分光紅外分析儀測(cè)量和；用氫火焰離子分析儀測(cè)量；用化學(xué)發(fā)光分析儀()測(cè)量。世界各國(guó)在其工況法檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中都嚴(yán)格規(guī)定必須采用上述測(cè)試方法。但怠速法檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中略有不同，可以用不分光紅外法測(cè)量、和。在試驗(yàn)研究中，對(duì)排氣氣體的成分和濃度分析可采用氣相色譜儀，上述分析方法及其原理在有關(guān)排放的專著中均有詳細(xì)介紹。五、微粒及煙度的測(cè)量.柴油機(jī)排氣微粒的采集圖-微粒采集系統(tǒng)示意圖.微粒成分的分析方法圖-波許煙度計(jì)的檢測(cè)儀.煙度的測(cè)量方法()波許()煙度計(jì)最早問(wèn)世和目前使用最廣泛的是波許煙度計(jì)，它主要由定容采樣泵和檢測(cè)儀兩部分組成。()馮布蘭德()煙度計(jì)馮布蘭德煙

20、度計(jì)也是一種濾紙式煙度計(jì)。()哈特里奇()煙度計(jì)哈特里奇煙度計(jì)是一種典型的透光式煙度計(jì)，其測(cè)量原理如圖-所示。圖-哈特里奇煙度計(jì)基本結(jié)構(gòu)光源排氣入口排氣測(cè)試管光電池轉(zhuǎn)換手柄空氣校正器鼓風(fēng)機(jī)排氣出口1.燃燒噪聲燃燒噪聲 燃燒噪聲經(jīng)由兩條路徑傳播并輻射出來(lái)。一條是經(jīng)過(guò)燃燒噪聲經(jīng)由兩條路徑傳播并輻射出來(lái)。一條是經(jīng)過(guò)氣缸蓋及氣缸套經(jīng)由氣缸體上部向外輻射；另一條是氣缸蓋及氣缸套經(jīng)由氣缸體上部向外輻射；另一條是經(jīng)過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，即活塞、連桿、曲軸和主軸承經(jīng)經(jīng)過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，即活塞、連桿、曲軸和主軸承經(jīng)由氣缸體下部向外輻射。由氣缸體下部向外輻射。 在功率相同的條件下，柴油機(jī)比汽油機(jī)燃燒噪聲大得在功率相同的條

21、件下，柴油機(jī)比汽油機(jī)燃燒噪聲大得多。多。 汽油機(jī)的爆燃、燃燒室積碳會(huì)使燃燒噪聲增而加。柴汽油機(jī)的爆燃、燃燒室積碳會(huì)使燃燒噪聲增而加。柴油機(jī)在轉(zhuǎn)速升高，噴油推遲，負(fù)荷增大時(shí)還會(huì)引起工油機(jī)在轉(zhuǎn)速升高，噴油推遲，負(fù)荷增大時(shí)還會(huì)引起工作粗暴產(chǎn)生噪聲。作粗暴產(chǎn)生噪聲。 轉(zhuǎn)速升高，負(fù)荷加大而噪聲增大，點(diǎn)火或噴油推遲噪轉(zhuǎn)速升高，負(fù)荷加大而噪聲增大，點(diǎn)火或噴油推遲噪聲減小，加速和不正常燃燒時(shí)噪聲增大。聲減小，加速和不正常燃燒時(shí)噪聲增大。一、噪聲概述第四節(jié)柴油機(jī)的噪聲2.機(jī)械噪聲機(jī)械噪聲 1）活塞敲缸噪聲 2）配氣機(jī)構(gòu)噪聲 3）正時(shí)齒輪噪聲 4）不平衡慣性力引起的機(jī)械振動(dòng)及噪聲 5）噴油泵及其他機(jī)械噪聲3.進(jìn)、

22、排氣噪聲進(jìn)、排氣噪聲 進(jìn)排氣噪聲是由于發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)、排氣過(guò)程中，氣體壓力波和氣體流動(dòng)所引起的振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。主要包括吸氣、排氣部位放射出的空氣聲和排氣系統(tǒng)的漏氣聲。 進(jìn)氣噪聲主要包括空氣在進(jìn)氣管中的壓力脈動(dòng)，產(chǎn)生低頻噪聲；空氣以高速通過(guò)氣門的流通截面，產(chǎn)生高頻的渦流噪聲；增壓內(nèi)燃機(jī)增壓器中壓氣機(jī)的噪聲。 排氣噪聲主要包括：排氣在排氣管中的壓力脈動(dòng)，產(chǎn)生低、中頻噪聲；排氣門流通截面處的高頻渦流噪聲； 進(jìn)排氣噪聲都隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及負(fù)荷狀態(tài)而變化。隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，進(jìn)排氣噪聲增加；隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加，進(jìn)排氣噪聲增大。 合理選擇進(jìn)、排氣管，減少壓力脈動(dòng)及渦流強(qiáng)度，并避免發(fā)生共振；采用性能良好的進(jìn)、排氣消

23、聲器。4.風(fēng)扇噪聲風(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)噪風(fēng)扇噪聲由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。旋轉(zhuǎn)噪聲是由風(fēng)扇葉片對(duì)空氣分子的周期性擾動(dòng)而產(chǎn)聲是由風(fēng)扇葉片對(duì)空氣分子的周期性擾動(dòng)而產(chǎn)生的，它的強(qiáng)弱與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和葉片數(shù)成正比；生的，它的強(qiáng)弱與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和葉片數(shù)成正比；而渦流噪聲是空氣在受葉片擾動(dòng)后產(chǎn)生的渦流而渦流噪聲是空氣在受葉片擾動(dòng)后產(chǎn)生的渦流所形成，它的強(qiáng)弱主要與風(fēng)扇氣流速度有關(guān)所形成，它的強(qiáng)弱主要與風(fēng)扇氣流速度有關(guān)。 對(duì)風(fēng)扇型式、葉片形狀、布置及材料的改進(jìn)，對(duì)風(fēng)扇型式、葉片形狀、布置及材料的改進(jìn)，如采用葉片不均勻分布的風(fēng)扇、用塑料風(fēng)扇代如采用葉片不均勻分布的風(fēng)扇、用塑料風(fēng)扇代替鋼板風(fēng)扇、

24、在車用內(nèi)燃機(jī)上采用風(fēng)扇自動(dòng)離替鋼板風(fēng)扇、在車用內(nèi)燃機(jī)上采用風(fēng)扇自動(dòng)離合器等措施可取得較好的降低噪聲效果。合器等措施可取得較好的降低噪聲效果。二、影響噪聲的主要因素()燃燒室發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的結(jié)構(gòu)型式及整個(gè)燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)其壓力增長(zhǎng)率、最高燃燒壓力和氣缸壓力頻譜曲線有明顯的影響，故對(duì)燃燒噪聲的影響很大，尤其對(duì)柴油機(jī)更是如此。()噴油提前角當(dāng)噴油提前角變化時(shí)，滯燃期、壓力升高比和最大燃燒壓力等都隨之發(fā)生變化，因而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的低、中、高頻率燃燒噪聲都有影響。()轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速主要影響機(jī)械噪聲的大小。()負(fù)荷隨著負(fù)荷的增加，每循環(huán)的放熱量增加，最大燃燒壓力及壓力升高比(對(duì)柴油機(jī))升高，這會(huì)使噪聲增大。(5

25、)影響機(jī)械噪聲的主要因素:).活塞敲擊噪聲 ).配氣機(jī)構(gòu)噪聲 ).齒輪噪聲 ).噴油泵的噪聲圖-柴油機(jī)的噪聲及振動(dòng)隨活塞冷態(tài)間隙的變化)噪聲)振動(dòng)缸徑單缸機(jī)缸徑單缸機(jī)1.控制燃燒爆發(fā)力和減少不正常燃燒控制燃燒爆發(fā)力和減少不正常燃燒 1）適當(dāng)?shù)赝七t噴油或點(diǎn)火時(shí)間）適當(dāng)?shù)赝七t噴油或點(diǎn)火時(shí)間 2）選用十六烷值較高的柴油和辛烷值較高）選用十六烷值較高的柴油和辛烷值較高的汽油的汽油 3）改變?nèi)紵倚问剑└淖內(nèi)紵倚问?2.控制轉(zhuǎn)速及減小慣性力控制轉(zhuǎn)速及減小慣性力 合理設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減輕活塞等往復(fù)運(yùn)動(dòng)合理設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減輕活塞等往復(fù)運(yùn)動(dòng)零件的質(zhì)量，采用平衡軸減小慣性力，盡量零件的質(zhì)量，采用平衡軸減小慣

26、性力，盡量使發(fā)動(dòng)機(jī)平衡，可達(dá)到降低噪聲的目的使發(fā)動(dòng)機(jī)平衡，可達(dá)到降低噪聲的目的。三、降低噪聲措施3.減小配合零件的撞擊和震動(dòng)減小配合零件的撞擊和震動(dòng) 減少活塞與缸壁、氣門機(jī)構(gòu)、軸與軸承、齒輪等些配合減少活塞與缸壁、氣門機(jī)構(gòu)、軸與軸承、齒輪等些配合零件在運(yùn)動(dòng)時(shí)的撞擊和振動(dòng)，可降低機(jī)械噪聲。零件在運(yùn)動(dòng)時(shí)的撞擊和振動(dòng)，可降低機(jī)械噪聲。 在柴油機(jī)供給系中，可通過(guò)提高泵體剛度、減小油泵壓力在柴油機(jī)供給系中，可通過(guò)提高泵體剛度、減小油泵壓力脈動(dòng)、減小噴油泵凸輪與滾輪體之間的沖擊和摩擦等，降低脈動(dòng)、減小噴油泵凸輪與滾輪體之間的沖擊和摩擦等，降低其噪聲。其噪聲。 適當(dāng)增加曲軸剛度、減小曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、合理排列發(fā)

27、火順適當(dāng)增加曲軸剛度、減小曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、合理排列發(fā)火順序、采用抗扭振性能好的球墨鑄鐵材料，以及加裝扭轉(zhuǎn)減振序、采用抗扭振性能好的球墨鑄鐵材料，以及加裝扭轉(zhuǎn)減振器等，可減小曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，也可降低機(jī)械噪聲。器等，可減小曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，也可降低機(jī)械噪聲。4.采用隔聲、防振措施采用隔聲、防振措施 可在機(jī)體側(cè)壁加裝隔聲罩；采用雙層油底殼；在殼體表面可在機(jī)體側(cè)壁加裝隔聲罩；采用雙層油底殼；在殼體表面涂敷減振涂層；進(jìn)排氣管設(shè)置防振支承等，可降低噪聲。涂敷減振涂層；進(jìn)排氣管設(shè)置防振支承等，可降低噪聲。第五節(jié)工程應(yīng)用實(shí)例(文摘)一、優(yōu)化燃燒的措施.采用可變定時(shí)的高效燃油噴射系統(tǒng) 在優(yōu)化燃燒過(guò)程中，噴射系統(tǒng)占有重要地位。滿足排放要求則需要燃油噴射系統(tǒng)具有高的液壓效能，并能根據(jù)每一工況的需要改善噴油定時(shí)，這只有采用電子控制的噴射系統(tǒng)才能達(dá)到。.低渦流燃燒過(guò)程 采用可變噴油定時(shí)和高效燃油噴射系統(tǒng)可以降低進(jìn)氣渦流。通過(guò)高壓噴射促進(jìn)混合氣形成，有利于降低的排放和燃油消耗量。低渦流進(jìn)氣系統(tǒng)因其換氣機(jī)構(gòu)具有良好的流通特性，則有較