發(fā)動機噪聲

發(fā)動機的振動,、噪音是裝載機振動和噪音的最大來源。柴油機上的激振力可分為燃燒發(fā)生的直接激振力和柴油機工作時的機械力,。

柴油機上的噪聲按其產生的機理可分為三大類,，即空氣動力性噪聲,，燃燒噪聲和機械噪聲，而排氣系統(tǒng)中的空氣動力性噪聲通常是主要的噪聲源,，一般來說,，如果能夠有效地降低柴油機的排氣噪聲，就能大幅度地降低柴油機的總噪聲級,。

在正常情況下,，柴油機噪聲隨其轉速的增加直線上升。自然吸氣式四沖程柴油機每增加10倍轉速,，噪聲增大30dB(A),，四沖程增壓式柴油機每增加10倍轉速，噪聲增量為40dB,。若在增速過程中出現(xiàn)噪聲峰波,，就是噪聲源識別當中的問題所在，可以用1/3倍頻程頻譜分析,，初步查明主要噪聲成分,。

氣體噪聲

排氣噪聲產生機理:柴油機工作過程中，在排氣閥處,，氣體的流動是不穩(wěn)定的,，它以壓力波動的方式，傳到排氣系統(tǒng)的出口,，在尾管出口處,，連速度波動產生了輻射噪聲，可見排氣噪聲來源于排氣系統(tǒng)內的不穩(wěn)定流動,。排氣噪聲的定義通常指的是排氣系統(tǒng)輻射出來的總的噪聲,，包括管壁和消音器壁的輻射噪聲以及尾管出口的氣動輻射噪聲，若將排氣系統(tǒng)的管壁和消音器壁假設為剛性的,，則排氣噪聲指的是僅氣體動力性噪聲,。降低排氣噪聲最有效方法就是設計安裝一個高效、低阻力的排氣消音器,。影響排氣噪聲的主要有發(fā)動機轉速,、氣缸數、負荷,、排氣管尺寸等,。

內燃機排氣開始時，燃氣溫度約為800-1000℃,，壓力約為0.4-0.5Mpa,，但排氣閥打開出現(xiàn)縫隙時，廢氣以脈沖的形式從縫隙中沖出，形成能量很高,、頻率很復雜的噪聲,。根據排氣過程產生噪聲的機理，有以下幾種成分,。

①氣壓力脈動聲;

②流通過氣門,、氣門座等處發(fā)生的渦流聲;

③由于邊界層氣流擾動發(fā)生的噪聲

④排氣出口噴流噪聲。

多缸柴油機排氣噪聲的頻譜中,，低頻出往往存在一個明顯的噪聲峰值,，這個噪聲就是基頻噪聲。由于各氣缸排氣是在指定的相位上周期性進行,。因而這是一種周期性噪聲,。基頻噪聲的頻率和每秒鐘的排氣次數,，即爆發(fā)頻率是相同的,。基頻噪聲的頻率計算公式為:

f=Nn/60τ

式中:N--柴油機氣缸數;

n--柴油機轉速;(r/min)

τ--內燃機沖程系數;四沖程τ=2,，二沖程τ=1

燃燒噪聲

通常把燃燒時氣缸壓力通過活塞,、連桿、主軸承傳至發(fā)動機機體以及通過氣缸蓋等引起內燃機結構表面振動而輻射的噪聲稱為燃燒噪聲,。柴油機工作時燃燒室在極短時間內發(fā)生高溫高壓的燃燒,，急速地釋放出能量。這種急劇的壓力升高激發(fā)起發(fā)動機結構振動,，從而輻射出噪聲,。很明顯，氣缸壓力是燃燒噪聲的強制力,，因此燃燒噪聲與氣缸壓力有函數關系,，此外還與發(fā)動機結構的剛度，發(fā)動機表面的聲輻射效應及周圍空氣的傳遞特性有關,。

柴油機的燃燒過程通常分為四個階段--著火延遲期,、急燃期,、緩燃期和后燃期,。對柴油機燃燒過程的研究一般采用壓力曲線(P-?中)分析的方法。

氣缸壓力與燃燒噪聲都是周期現(xiàn)象,，氣缸壓力的頻率成分支配燃燒噪聲的頻率成分,。將氣缸壓力與燃燒噪聲都進行傅里葉分析可以了解到聲壓級與氣缸壓力級有明顯的依賴關系是在較高的頻段。不管從壓力曲線圖或頻譜圖上分析,，很顯然降低燃燒噪聲的關鍵是控制燃燒壓力的升高率,。也就是說，柴油機應力求選用柔和的工作過程。壓力升高率取決于著火延遲和燃料噴射規(guī)律,。因此,，降低燃燒噪聲的一般方法有兩個方面:

①提高壓縮比，適當延遲噴油提前角,，使用十六烷值高的燃料,。這類措施用于縮短著火延遲期。

②減小初期的燃料噴射率,，利用進氣渦流減少著火前的可燃混合氣量,。

機械噪聲

由于柴油機上運動副很多，所以引起的機械激振力也很多,，其中有活塞與氣缸敲擊產生的噪聲,，正時齒輪響聲，燃油噴射系統(tǒng)噪聲,，配氣機構噪聲等,。

在發(fā)動機中，曲軸,、飛輪,、皮帶輪等轉動部件中的任何一個都會形成振動力，由于這個振動力與部件的不平衡量成正比,，與其每分鐘轉速的平方成正比,，因此，當轉速增加時,，振動也被急劇放大,，所以轉動部件之間的平衡量最好小一些。其它機械噪音來自發(fā)動機活塞,、氣門機構等,，構成了發(fā)動機噪音的一部分，如活塞敲缸,，挺桿噪音,，氣門開閉所產生的噪音，氣門和氣門彈簧振動所產生的噪音,，以及正時鏈與鏈輪嚙合時產生的噪音,。

活塞敲缸是活塞側面敲擊缸壁所產生的噪音，當作用到活塞上的壓縮壓力轉變?yōu)槿紵龎毫r,，就產生了敲缸,。活塞敲缸因活塞間隙的不同而不同,，活塞間隙大時,，最有可能產生敲缸聲,。活塞敲缸的特點是發(fā)動機冷態(tài)時很響,，因此時活塞間隙大,，隨著發(fā)動機的溫升，聲音也變小,。要減輕活塞敲缸,，必須減少主側壓力，因此有些發(fā)動機將活塞銷的中心與活塞中心線偏離一定距離,，即可減少敲缸聲,。減少活塞敲缸的另一方法是在活塞裙部安裝鋼架，用以減少活塞裙部的熱變形,，從而可使用尺寸略大的活塞,，將活塞間隙減小，使活塞敲缸聲變小,。