本文格式為Word版，下載可任意編輯——柴油機(jī)工作噪聲的機(jī)理與防治柴油機(jī)由于壓縮比高、壓力升高率大等原因，其噪聲比汽油機(jī)高得多。柴油機(jī)噪聲直接影響到其動力性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性，也影響到柴油機(jī)的使用壽命和周邊環(huán)境。一般柴油機(jī)的噪聲分為四類：機(jī)械噪聲、進(jìn)排氣噪聲、風(fēng)扇噪聲和燃燒噪聲。下面分別介紹這四類噪聲的產(chǎn)活力理及防治方法。

一、機(jī)械嗓音的機(jī)理及防治

機(jī)械噪聲是指零部件相對運動時產(chǎn)生振動、撞擊而發(fā)出的聲音，柴油機(jī)的機(jī)械噪聲主要包括活塞運動對缸套的敲擊聲、齒輪嚙合噪聲、凸輪式配氣機(jī)構(gòu)振動撞擊聲、以及軸承振動發(fā)出的噪聲等。

1．選擇合理的汽缸間隙，減小活塞缸套敲擊噪音

活塞對汽缸壁的敲擊，尋常是發(fā)動機(jī)的最大機(jī)械噪聲源。由于活塞與汽缸壁之間有間隙存在，作用在活塞上的氣體壓力、慣性力和摩擦力的方向又呈周期性變化，使活塞在往復(fù)運動過程中與汽缸壁的接觸從一個側(cè)面到另一個側(cè)面也相應(yīng)地發(fā)生周期性的變化。從而形成活塞對汽缸壁的猛烈沖擊。特別在冷起動時，由于活塞與缸壁之間的間隙較大，噪聲尤為明顯。這種沖擊振動一方面從汽缸壁傳給曲軸箱，另一方面經(jīng)連桿、曲軸、再從皮帶輪等處傳播出去。

活塞的敲擊聲主要取決于汽缸的最大爆發(fā)壓力和活塞與缸壁之間的間隙，所以這種噪聲既與燃燒有關(guān)，又與發(fā)動機(jī)的具體結(jié)構(gòu)有關(guān)。設(shè)計中可以采用合理的活塞結(jié)構(gòu)(如銷孔向主推力面偏置從而消減活塞對汽缸的拍擊、在活塞裙部鑲鋼片以減小其高溫變形等)、采用熱膨脹系數(shù)小的活塞材料等措施，都能有效降低活塞敲擊缸套產(chǎn)生的噪聲。

2．減小配氣機(jī)構(gòu)的噪聲

配氣機(jī)構(gòu)噪聲是由于氣門開啟和關(guān)閉產(chǎn)生的撞擊及系統(tǒng)振動而形成的噪聲。影響氣門開、關(guān)噪聲的主要因素是氣門的運動速度。氣門在高速運動時浮現(xiàn)不規(guī)則運動，由于慣性力過大，以致超出了氣門彈簧的彈力而引起的。因此控制慣性力所激發(fā)的振動，如合理設(shè)計凸輪線形、提高配氣機(jī)構(gòu)的剛度、減輕配氣機(jī)構(gòu)零件的質(zhì)量等都可以降低配氣機(jī)構(gòu)的噪聲。另外減小配氣機(jī)構(gòu)間隙，減小氣門尾部的撞擊聲，采用液壓挺桿也可以有效降低氣門開、關(guān)噪聲。

假使能采用頂置凸輪軸，就可以在不使用推桿狀況下大幅度減少運動質(zhì)量，提高配氣系統(tǒng)剛性和固有振動頻率，也是降低噪聲的一種有效途徑。特別是對于高速柴油機(jī)其效果更加明顯。

3．消除齒輪傳動機(jī)構(gòu)噪聲

齒輪噪聲是柴油機(jī)噪聲的主要來源。齒輪噪聲比較繁雜，它主要取決于齒輪的嚙合狀況。由于柴油機(jī)齒輪承受交變載荷，齒輪本身又存在著設(shè)計加工誤差，就很簡單使齒輪軸產(chǎn)生變形，加重了軸承的負(fù)荷，并傳到齒輪室蓋及殼體。再加上曲軸振動破壞了齒輪的正常嚙合，使噪聲加劇。據(jù)試驗資料說明，一對嚙合齒輪的線速度增加一倍，噪聲將增加6dB；單位齒寬上的負(fù)荷提高一倍，噪聲將增加3dB。

防治齒輪嚙合噪聲的主要措施有：

(1)在進(jìn)行齒輪設(shè)計時，盡量選取小的參數(shù)。如小的模數(shù)、壓力角、外徑、齒側(cè)間隙等，并盡量增大齒寬。

(2)選擇合理的齒輪加工工藝，提高其加工精度。

(3)從結(jié)構(gòu)上選用整體式結(jié)構(gòu)，增加齒輪室蓋的厚度。采用加強(qiáng)筋、齒輪修緣、皮帶或鏈傳動代替齒輪傳動等。

二、進(jìn)排氣噪聲的機(jī)理及防治

進(jìn)氣噪聲的來源是空氣在進(jìn)氣管中的壓力脈動。產(chǎn)生低頻噪聲；空氣高速流經(jīng)進(jìn)氣門流通截面時，形成渦流，產(chǎn)生高頻噪聲。由于進(jìn)氣門流通截面是變化的，這種渦流噪聲具有一定寬度的頻率分布。

減小進(jìn)氣噪聲的方法有兩種。一種是采用波紋管作為進(jìn)氣管可以減小壓力脈動的強(qiáng)度及氣門通過截面處的渦流強(qiáng)度。另一種是匹協(xié)同適的空氣濾清器。實際上幾乎所有的空氣濾清器安裝之后都可以降低柴油機(jī)的噪聲，但只有通過試驗匹配才能選出降幅最大的、最適合的空氣濾清器。

排氣噪聲的來源與進(jìn)氣噪聲相像。為了降低排氣噪聲應(yīng)合理選擇排氣管以免氣流共振，匹配排氣消聲器降噪效果也是很明顯的。排氣消聲器既要減小噪聲，又要使氣流順利通過。因此，一個好的消聲器除了具有好的消聲性能外，還需要有較好的空氣動力性能和結(jié)構(gòu)性能。

此外，在使用過程中，要注意進(jìn)、排氣系統(tǒng)的緊固和接頭的密封狀況，以減小表面輻射噪聲和漏氣噪聲。

三、風(fēng)扇噪聲機(jī)理及防治

風(fēng)扇噪聲主要是由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)噪聲由旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉片周期性地切割空氣引起空氣的壓力脈動產(chǎn)生的，以葉片通過頻率為基頻，并伴有高次諧波。渦流噪聲是由于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時葉片周邊產(chǎn)生的空氣渦流。這些渦流又因粘滯力的作用分裂成一系列獨立的小渦流，從而使空氣發(fā)生擾動，形成壓縮和稀疏過程，產(chǎn)生噪聲。風(fēng)扇噪聲與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速有很大關(guān)系。為了減小高速時發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇噪聲，汽車發(fā)動機(jī)普遍使用不等距葉片、變?nèi)~片扭角的風(fēng)扇來減小風(fēng)扇噪聲。在冷卻條件滿足的狀況下，增加風(fēng)扇直徑、降低轉(zhuǎn)速、改變風(fēng)扇葉片材料、采用非金屬材料對降低噪聲都有一定效果。

另外采用風(fēng)扇電磁離合器效果也十明顯顯。由于在汽車加速行駛噪聲測試時對發(fā)動機(jī)冷卻水溫沒有具體規(guī)定，因此，在冷車狀況下進(jìn)行測試時，采用風(fēng)扇電磁離合器就可以使風(fēng)扇處于不工作狀態(tài)，就可以把風(fēng)扇噪聲降到最低。

四、燃燒噪聲的機(jī)理及防治

燃燒噪聲是燃料燃燒引起汽缸內(nèi)壓力升高，產(chǎn)生高頻振動的沖擊波，并經(jīng)活塞、連桿等傳動件擴(kuò)散出去。其噪聲發(fā)生在燃燒四個階段中的速燃期，即燃油在汽缸內(nèi)燃燒，而且是在活塞接近上止點(此時汽缸容積很小)時發(fā)生。此時汽缸內(nèi)壓力迅速上升，并以很大的沖擊力激發(fā)柴油機(jī)零件產(chǎn)生振動，發(fā)出猛烈的噪聲。雖然速燃期是噪聲的主要來源，但著火落后期是產(chǎn)生噪聲的關(guān)鍵時期，所以防治措施應(yīng)從這個階段控制：

一是通過采用分隔式燃燒室及特別供油裝置，減少著火落后期噴油量和混合氣形成量。

二是通過提高壓縮終了溫度、壓力以及使用高質(zhì)量的燃料(如高十六烷值)、合理的供油系統(tǒng)來縮短若火落后期。使燃燒開始提前，噴入燃料少，混合氣少等來減慢著火后壓力的增長，也可以減小燃燒噪聲。

從柴油機(jī)設(shè)計角度來降低噪聲必需是在保持原有其他性