降低某系列柴油機噪聲攻關

梁福貴

（廣西玉柴機器股份有限公司，廣西玉林545007）

降低某系列柴油機噪聲攻關

梁福貴

（廣西玉柴機器股份有限公司，廣西玉林545007）

本文就玉柴公司配套輕卡的某系列柴油機噪聲大，不滿足國家法規要求的問題，通過理論分析和實驗找出影響噪聲的主要原因，提出解決方案，最終有效降低了該機型噪聲，使之符合了國家法規要求，此成功經驗為提高發動機噪聲水平提高借鑒。

柴油機；噪音；齒輪；機體

近年來我國汽車工業迅猛發展，汽車保有量日益增加，車輛噪聲已經成為城市環境中最主要的噪聲源。隨著人們生活水平的提高，人們的環保意識在加強，對汽車噪聲水平和乘坐舒適性的要求也越來越高，與此同時，我國限制噪聲的法規和標準也越來越嚴格，發動機噪聲作為汽車的主要噪聲源備受關注。

2012年3月，某汽車廠反饋，某型號載貨車配置玉柴某系列柴油機存在噪聲大、不滿足現行國家法規和標準的問題，而同樣底盤配置其它廠家柴油機時噪音較小，因此認為整車噪音大的原因是玉柴公司柴油機本體噪音太大。為盡快使產品及時推出滿足市場需求，汽車廠要求玉柴公司對某系列柴油機立即進行攻關降噪。

1 玉柴某系列柴油機噪聲現狀

1.1 車外加速噪聲對比國標情況

YC某系列發動機共測試6個車型，3個EGR和3個共軌發動機，4個達到國際噪聲法規限值83dB，達標概率66.67%，但是達標都是處于臨界狀態。如圖1所示。

圖1 某發動機車外加速噪聲測試值

1.2 發動機本體噪聲與競品對比情況

為了解某系列發動機噪聲在行業中的水平，某汽車廠做了某發動機與行業標桿產品歐馬可發動機、奧鈴發動機對比，對三種發動機分別進行了原地不同發動機轉速下的噪聲測試，測試結果如圖2所示。

圖2 某發動機與競品噪聲對比情況

由上圖可見，在不同發動機轉速下，某發動機均比競品噪聲高，且差距明顯。

1.3 降噪目標

為了能夠降低整車噪聲，汽車廠已開展了大量的降噪項目，涉及變速箱、輪胎、車橋等整車零部件，但由于相對競品某發動機噪聲太高，很難達到預定目標，希望玉柴配合開展發動機本體降噪工作。根據與競品比較，汽車廠建議YC某發動機本體噪聲降低2 dB（A）以上。

2 噪聲源分析

發動機發出的噪聲主要有三種類型：燃燒噪聲、機械噪聲和空氣動力噪聲。其中燃燒噪聲和機械噪聲是主要的噪聲源，由于優化燃燒噪聲需要兼顧到發動機的熱效率、動力和排放水平，難度大、周期長，因此本次攻關主要從機械噪聲方面進行改進，主要分析機械方面的噪聲源。

2.1 原機噪聲

發動機的最初狀態（原機），測試數據如表1所示。原機整機噪聲如圖3所示。

表1 原機整機噪聲

圖3 原機整機噪聲

對噪聲影響最大的點是進氣側，其次是排氣側，再次是頂面和前端面。

2.2 噪聲源聲學掃描

由于發動機原機噪聲主要集中在進氣側、排氣側，因此對這兩個部位在怠速下進行噪聲源聲學掃描，以期找出產生噪聲的主要零部件。

2.2.1 進氣側怠速

從測試結果看，噪聲最大位置為齒輪室位置如圖4所示。

去掉油底殼屏蔽之后，從油底殼延機體群部到齒輪室，噪聲相差并不大如圖5所示。

圖5 進氣側屏蔽油泵+泵下機體+齒輪室

去掉齒輪室部分屏蔽之后，該位置的噪聲就顯得更加明顯如圖6所示。

圖6 進氣側屏蔽油泵+泵下機體

去掉泵下機體部分屏蔽之后，該位置的噪聲無明顯變化。噪聲最大位置在齒輪室位置如圖7所示。

圖7 進氣側屏蔽油泵

去掉所有屏蔽之后，齒輪室仍然是主要噪聲源。從進氣側的聲學掃描來看齒輪室成為進氣側的主要噪聲來源如圖8所示。齒輪室的噪聲主要是各齒輪傳動產生的機械噪聲。

圖8 進氣側原機

2.2.2 排氣側怠速

屏蔽油底殼等位置之后，排氣側的主要噪聲位置從機體裙部到機油冷卻器邊緣很大一片位置如圖9所示。

圖9 排氣側屏蔽油底殼+增壓器+排氣管+出水總管

取消屏蔽油底殼+排氣管位置之后，排氣側的主要噪聲位置仍然在機體裙部到機油冷卻器邊緣很大一片位置如圖10所示。

圖10 排氣側屏蔽增壓器+出水總管

取消屏蔽增壓器+出水總管位置之后，即原機主要噪聲位置仍然在機體裙部到機油冷卻器邊緣如圖11所示。機體裙部的噪聲主要是由曲軸、連桿和活塞傳遞過來的燃燒噪聲。

圖11 排氣側原機噪聲

3 制定降噪計劃

從聲學掃描的結果可知，發動機的主要噪聲源在進氣側的齒輪室位置和排氣側的機體裙部位置，因此針對這兩個主要噪聲源位置進行降噪，具體如表2.

表2 噪聲源位置降躁處理表

4 降噪方案驗證

采用消隙齒輪和增加加強筋的機體新裝了一臺降噪樣機并做了相關的臺架試驗，試驗數據如表3所示。

表3 降噪機噪聲

根據試驗數據做出降噪機與原機的整機噪聲對比圖，如圖12所示。

圖12 降噪機與原機的噪聲對比

通過以上圖表可知，采用降噪措施后，發動機整體噪聲在不同的轉速下下降了1.4~2.3 dB（A），達到了汽車廠要求的目標。

5 結論

綜上所述，某系列柴油機的主要噪聲分布在進氣側的齒輪室部位和排氣側的機體部位，噪聲源主要來源于齒輪室內各齒輪嚙合的高速傳動噪聲和機體內曲柄連桿機構傳遞的燃燒噪聲，因此采取了以下兩項改善措施：

（1）通過采用消隙齒輪消除了齒輪傳動間以降低了齒輪的嚙合噪聲。

（2）通過增加機體加強筋提高了機體的強度，避開了共振頻率，減小機體的噪聲輻射。

試驗結果表明以上方案降噪效果顯著，整機噪聲降低了0.8~1.0 dB.

6 結束語

隨著社會的發展，汽車用戶群體逐漸年輕化，人們對汽車的舒適性要求也越來越高，較低的發動機噪聲已然成為發動機產品的賣點之一，因此不斷改善發動機噪聲是國內發動機企業當前非常重要的工作，是進軍高端發動機市場必須攻克的難題之一。降低發動機噪聲需要有效的識別噪聲源并采用先進的制造技術加以改進，本文以改善某系列發動機噪聲為例，論述了噪聲源的分析方法，并提出了有效的改進措施，為降低發動機噪聲提供借鑒作用，但是國內發動機的噪聲水平仍然與世界先進水平存在較大差距，發動機降噪的工作仍然任重道遠。

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Research on Reducing Noise of Series Diesel Engine

LIANG Fu-gui
（Guangxi Yuchai Machinery Co.，Ltd.，Yulin Guangxi 537005，China)

This paper aimed the noise problem of yuchai company a series diesel engine matching light card，it does not meet the requirements of national laws and regulations，through theoretical analysis and experiment to find the main reasons affecting the noise，propose solutions，finally effectively reduce the aircraft noise，to meet the requirement of national laws and regulations，the successful experience to improve the engine noise level reference. Key words：diesel engine；noise；gear；cylinder block

U464.172

A

1672-545X（2017）06-0126-04

2017-03-21

梁福貴（1981－），男，廣西桂林人，工程師，工學學士、管理學碩士，主要研究方向：發動機設計開發。