汽車發動機噪聲產生的原因及控制對策研究

發動機噪聲就是指直接從發動機機體及其主要附件向空間傳出的聲音，這種噪聲隨發動機機型和轉速等情況的不同而不同。

一、汽車發動機噪聲產生的原因分析

(一)發動機氣缸內的氣體燃燒會產生燃燒噪聲。汽車發動機氣缸內周期變化的氣體壓力發生相互作用后就會產生燃燒噪聲，氣體燃燒的方式和燃燒的速度決定了燃燒噪聲的大小。在汽油發動機中如果發生爆燃或其他不正常燃燒時就會產生較大的燃燒噪聲，而如果在柴油發動機燃燒室內氣壓上升過快，引起發動機各部件振動也會產生噪聲。但是通常來說，柴油發動機機噪聲比汽油發動機的噪聲要大很多。

(二)汽車發動機機械本身運動產生機械噪聲。機械噪聲主要是由于發動機的各運動件之間以及運動件與固定件之間周期性變化而產生的，主要有活塞敲擊噪聲和氣門機械噪聲等幾大類。首先是活塞敲擊噪聲。汽車發動機運轉時，活塞在不停的上下止橫向移動形成活塞對缸壁的不斷敲擊，這個敲擊聲就是活塞敲擊噪聲。其次是傳動齒輪噪聲。汽車發動機傳動齒輪的噪聲是發動機內部的齒輪嚙合過程中齒與齒之間的撞擊和摩擦產生的。再次就是曲軸的扭轉振動也會破壞齒輪的正常嚙合而產生出機械噪聲。最后是配氣機構噪聲。汽車發動機的配氣機構中零件眾多，眾多的零件在運動中很容易會引起振動和噪聲，包括氣門和氣門座的撞擊，由氣門間隙引起的傳動撞擊和高速時氣門不規則運動引起的機械噪聲。

(三)汽車發動機維持正常工作所需要的空氣動力噪聲。空氣動力噪聲是指由于發動機運轉的時候的氣體擾動以及氣體和其他物體相互作用而產生的噪聲。首先是進氣噪聲。汽車發動機在工作時。高速循環的氣流經空氣濾清器進入氣缸，那么在這個氣流流動過程中會產生一種強烈的噪聲，這種噪聲被稱為空氣動力噪聲，該噪聲是僅次于排氣噪聲的主要噪聲源。其次是排氣噪聲?？梢哉f排氣噪聲是汽車及發動機中能量最大，也是最主要的噪聲來源，這個噪聲甚至往比發動機整機噪聲都高10dB(A)-15dB(A)，主要是指發動機廢氣以脈沖形式從排氣門縫隙排出時會形成能量很高和頻率很復雜的噪聲。最后是風扇噪聲。風扇噪聲是發動機中不可小看的噪聲源，如果是風冷發動機這類噪聲就更為突出，特別是在高速全負荷運轉時噪聲是非常大的。

二、汽車發動機噪聲控制對策研究

(一)對發動機氣缸內的氣體燃燒產生的燃燒噪聲的控制對策。一是采用隔熱活塞裝置以便能有效提高燃燒室壁溫度，有效縮短滯燃期，從而降低燃燒噪聲。二是通過提高壓縮比和采用廢氣再循環技術可大大降低柴油發動機的燃燒噪聲。三是可以采用雙彈簧噴油閥實現預噴功能，也就是說將原需要一個循環一次噴完的燃油分兩次來噴，這樣可大大減少滯燃期內積聚的可燃混合氣數量，有效抑制空氣和燃料混合氣的形成，從而可以有效抑制燃燒噪聲。四是采用增壓措施。如果是柴油發動機，在增壓后可以有效改善混合氣的著火條件，可以使著火延遲期縮短，從而使柴發動機油機運轉平穩，最終實現噪聲降低的目的。五是可以通過減小供油提前角來降低噪聲。如果做到供油提前角小，噴油時間就會延遲，氣缸內溫度和壓力條件會讓燃油瞬間霧化達到著火點，也就縮短了滯燃期，從而可使燃燒噪聲減小。六是可以通過選用十六烷值高的燃料來延遲著火期，從而影響在著火延遲期內形成的可燃混合氣數量，最后達到減小燃燒噪聲的目的。

(二)對汽車發動機機械本身運動產生機械噪聲的控制對策。首先是對活塞敲擊噪聲的控制?？梢圆扇』钊N孔偏置的方法降低噪聲，也就是說將活塞銷孔適當地朝主推力面偏移1-2mm，還可以采用在活塞裙部開橫向隔熱槽的方法來減小活塞40℃冷態配缸間隙，從而降低噪聲;另外通過增加缸套的剛度，不但可以有效降低活塞的敲擊聲，而且也可以降低因活塞與缸壁摩擦而產生的機械噪聲。還有個辦法就是通過改善活塞和氣缸壁之間的潤滑程度也可以減小活塞敲擊噪聲。其次是對傳動齒輪噪聲的控制。可以通過提高齒輪加工精度，減小齒輪嚙合間隙來降低齒輪嚙合傳動噪聲。有目的的采用如高阻尼的工程塑料齒輪來代替原鋼制齒輪也可以降低噪聲，另外齒輪傳動系位置的合理布局也可有效減少曲軸系扭振對齒輪振動的影響，還有一個方法就是用正時齒形同步帶傳動代替正時齒輪轉動，也可明顯降低噪聲。

(三)對汽車發動機維持正常工作所需要的空氣動力噪聲的控制。首先可以通過合理的設計和選用空氣濾清器以減少進氣系統內壓力脈動的強度和氣門通道處的渦流強度來降低進氣噪聲。其次可以通過合理設計排氣管的長度與形狀避免氣流產生共振和減少渦流或者采用高消聲技術和使用低功率損耗及寬消聲頻率范圍的排氣消聲器來實現對發動機排氣噪聲的控制。最后是對風扇噪聲的控制。可以通過在保證冷卻風量和風壓的前提下適當控制風扇轉速來降低噪聲，也可以采用葉片不均勻分布的風扇來減弱噪聲頻譜，這樣也可以有效降低風扇噪聲;另外如果能用塑料風扇代替鋼板風扇也可以有效降低噪聲;還有一種措施就是給發動機裝用風扇離合器，這樣不但可使內燃機經常處在適宜溫度下工作以減少功率消耗，而且還能達到降噪的良好效果，最后如果能合理布置和設計風扇和散熱器系統也是可以做到有效降低發動機風扇噪聲的目的。