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燃烧噪声

燃烧噪声(Engine Combustion Noise)

发动机燃烧噪声,简称燃烧噪声,英文Engine Combustion Noise,主要指的是发动机在燃烧过程中,气缸内周期性变化的气体压力的作用而产生的发动机表面辐射噪声。由于柴油机缸体内的压力较大,且压力增长率最大值也远高于汽油发动机,所以柴油发动机的燃烧噪声也远高于汽油发动机。因此通常讲的燃噪声以及控制技术主要专指柴油发动机的燃烧噪声和极少数高压力增长率的汽油发动机的燃烧噪声。

燃烧噪声的产生机理

image发动机燃烧噪声的形成的根源是气缸内气体压力的变化,而其大小主要是由发动机的燃烧方式和燃烧速度所决定的。如右图所示,当燃料在气缸内燃烧时,气缸内压力急剧上升所产生的动载荷和冲击波的高频振荡,分别通过活塞、连杆、曲轴、主轴承和汽缸盖以及缸套侧壁而传到发动机外表面,使得发动机不同的固有频率的零部件被激发振动,从而辐射出强烈的噪声。

柴油发动机燃烧噪声的高频特性

燃烧噪声具有一定带宽的连续频率成分,并且主要体现在中、高频段。其中、高频特性形成主要是由如下两方面所造的。

1、气缸内的压力急剧变化引起动力负载变化,从而使柴油机内的零部件受到一种周期性敲击,其频率相当于各传声零件的自振频率。而由于大多数零件的自振频率处于中、高频率范围,因此由结构传声而向外辐射的燃烧噪声频率也处于中、高频率范围内。

2、气缸内的周期性的气体冲击波引起高频振动和高频,其频率为气缸内气体的自振频率。当冲击性质的压力波在燃烧室内传播时,会在燃烧室壁面产生多次反射,从而形成了气体的高频振动,该频率也处于中、高频率范围。

燃烧噪声的NVH控制

降低发动机燃烧噪声的控制方法根本途径是适当降低气缸的压力增长率,从而减小气缸内气体的压力变化。目前主要是从两方面采取措施:

1、从声源上改建和降低气缸压力的频谱曲线,特别是降低中、高频的频谱成分。主要措施是改进燃烧室的结构形式、减小供油提前角、增压等;

2、从传播路径上增加发动机而机构对燃烧噪声的衰减,特别是提高对中、高频成分的衰减。主要措施是采用隔热活塞、废气再循环和共轨喷油系统等。

更多NVH相关术语解释参见:NVH术语

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