车用发动机设备噪声形成原因及控制措施

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1．噪声的主要危害

& }+ E, T2 P& [3 [3 d　　噪声污染不仅对人们的自我感觉和工作能力产生消极的影响，而且能导致健康严重失调、疲劳、早期失聪、高血压、神经疾病等。

' V+ u. _5 n! Q, }* s7 w9 f4 @　　2．车用发动机噪声的形成与对策
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　　发动机噪声主要包括燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声、冷却风扇及其他部件发出的噪声。燃烧噪声是在可燃混合气体燃烧时，因气缸内气体压力急剧上升冲击发动机各部件，使之振动而产生的噪声。柴油中的十六烷值不合适或喷油时间过于提前，会引起发动机工作粗暴，使噪声急剧增大。汽油机由于过热、汽油品质不良和点火提前角过大等原因造成高频爆炸声、敲缸。
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+ @+ a) \5 O% o3 g　　发动机内部的燃烧过程和结构振动所产生的噪声，是通过发动机外表面以及与发动机外表面刚性连接结构的振动向大气辐射的，因此称为发动机表面噪声。根据发动机表面噪声产生的机理，又可分为燃烧噪声和机械噪声。燃烧噪声主要是由于气缸内周期性变化的压力作用而产生的，与发动机的燃烧方式和燃烧速度密切相关；机械噪声是发动机工作时各运动件之间及运动件与固定件之间作用的周期性变化的力所引起的，它与激发力的大小和发动机结构动态特性等因素有关。一般来说，低转速时，燃烧噪声占主导地位，高转速时，机械噪声占主导地位。
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, d. b& \, A( i# d1 g: X3 _　　降低燃烧噪声，需改善燃烧条件，提高燃烧质量，以达到圆滑的压力波形。采用合理布置火花塞和气门以及采用合适的燃烧室型式和冷却方式即可以达到最有效的燃烧。在燃油方面，汽油的辛烷值越高，点火质量及抗爆振性能越好；对柴油机来说，要选择合适的十六烷值的柴油，如果达不到，可加入点火加速剂，提高点火质量，这样可有效地防治因燃油燃烧引起的噪声。
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% H0 j" B4 |9 b0 y　　机械噪声包括活塞敲击声、气门机构冲击声、正时齿轮运转声等。减小活塞敲击声，可采取减小活塞与缸壁之间的间隙和使活塞销中心与曲轴中心偏移等方法。气门机构冲击噪声的大小是由气门间隙决定的，气门间隙太小会使密封不好，太大则在气门开启和关闭时造成很大冲击，产生强烈的噪声，加剧磨损。在使用过程中气门间隙应经常调整，使之处于规定的间隙，一般是在凸轮轴的基本外形（工作段）前后加入缓冲段以减少冲击，或使用液力挺柱。气门传动机构中的推杆与摇臂的刚性不足会引起气门运动时出现严重的振动和噪声，甚至使气门失去控制；气门弹簧的脉动也会产生噪声，因此对气门弹簧要求质量高、弹力足，而且安装时要给予一定的预紧力。
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　　正时齿轮运转时的噪声在柴油机中是很大的噪声源，装配时应将正时齿轮的记号对准，采用不同材料（如塑料、夹布胶木等）制造的正时齿轮能大大减小噪声，链条传动比齿轮传动能明显有效地降低传动噪声。

& e& a+ N/ k3 N; X( o7 b1 C# M4 Z　　控制进、排气噪声的途径是相同的，在保证发动机输出功率不降低的情况下，可通过改进发动机配气机构或排气机构的方法减小进、排气噪声。目前广泛采用的纸质空气滤清器和排气消声器能明显有效地降低进、排气噪声。

% q8 {3 c3 i: V$ P' q+ h! d　　为了减小高速发动机风扇的噪声，可使用带液力偶合器或变速扭角的风扇，也可采用水温感应电动离合风扇。把风扇材料改为尼龙后，对减小风扇噪声也有一定的效果。

　　3．振动噪声

9 g, E  D7 u  i3 Z+ ]* n　　对振动噪声的解决方法目前主要有：①减振处理。主要用于振动源处，以减少振动波的波幅；②隔振处理。在振动波传递的途径中安装隔振器，以达到减少振动源的目的；③阻尼处理。现代结构多为复杂的多自由度系统，多为宽频带激励，加大阻尼可以有效地抑制振动。处理的常用方法是阻尼自由层处理和约束层阻尼处理。
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　　4．噪声控制途径及噪声源的识别

; w2 B  H4 ]3 S) |: ^+ {　　噪声控制的途径是：声源控制、噪声传播途径控制及采取个人防护措施。声源控制是控制机械噪声的最根本途径，而控制噪声传播途径是行之有效的最常用的降噪途径，其常用措施有吸声、隔声、消声、隔振等。
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　　机器产生的噪声由两种途径向外传播扩散，一种是直接通过空气媒质传播，造成噪声污染，这种空气传播的噪声称为空气声；另一种是直接通过声源激发相邻固体构件振动，这种振动以弹性波的形式在相邻构件中传播，并在薄弱处向空气中辐射较大的噪声，这种经固体传播的噪声称为固体声。控制固体声的主要技术措施是隔振，就是把振源与基础或其他物体间的刚性连接改为弹性连接，从而减弱或阻碍振动能量的传播，达到降噪的目的。
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　　5．车用发动机噪声控制措施

　　发动机舱降噪的具体方法有：吸声——用微孔板与泡沫塑料吸收声能；减振——用减振器将振动源与结构隔离；封闭——用隔音罩或其他隔音装置将噪声封闭，使之难以扩散；阻尼——将机械动能转化为热能并散发出去。
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9 n' {- \) F0 T　　选用材料必须满足能隔声、吸声、减振、隔热的要求。对发动机进行隔声减振处理的方法有：通过在发动机和水散热器固定支架上安装减振垫，将机械能转换为热能；发动机舱的内部应尽量避免凹凸不平，可采用多孔材料加阻尼层的方法；对车身上所有的骨架细缝应采取措施加以封闭，以免造成衍射波。

　　解决车用发动机的噪声是一项涉及到整机方方面面的技术问题，包括发动机的结构、材料、质量分布、工艺水平、装配密封性等等。生产厂家在车用发动机结构上采取防治噪声的积极措施包括：采用吸振，隔声技术，改进汽车结构，在距声源一定的距离内设置隔声板、消声器，对客车则采用后悬式发动机，改进消声器结构等等。