内燃机噪声控制技术的发展探寻

何炳才 朱柳明

广西玉柴机器股份有限公司 广西玉林 537005

目前，我国汽车噪声污染主要来自内燃机的噪声，为了尽可能减少汽车噪声污染带来的危害，人们要有效控制内燃机的噪声。目前，我国内燃机噪声的控制水平与发达国家相比有一定的差距。并且我国汽车噪声控制标准在逐渐提升，内燃机噪声问题越来越受到相关部门和人员的重视，无论是发达国家，还是发展中国家都十分重视内燃机噪声的控制工作。并且世界各国对于噪声的控制越来越严格，这在一定程度上推动了内燃机噪声控制技术的不断发展。

1 内燃机噪声产生的原理

1.1 机械噪声

在保持内燃机动平衡和有效控制内燃机的空气动力噪声的前提下，主要的噪声来源包括附件的振动噪声、配气机构噪声和活塞敲击噪声这三个方面，其中气缸内最高燃烧压力和活塞与缸套之间的缝隙距离直接影响着着活塞敲击噪声的大小，这种噪声除了与内部结构有关，还与内燃机的燃烧有密切的关系。如果配件机构的零件过多，那么它的刚度就会较差，这样很容易激发出很大的噪声和震动声。当内燃机处于低速运转的状态时，气门开和关时的撞击，动件和凸轮顶部摩擦振动产生的声音是它主要的噪声来源，噪声的成分和大小与气门-缸盖系统的固有频率有着一定的关系。齿轮传动系统和喷油系统是内燃机重要的组成部分，其中，喷油系统的主要噪声来源是喷油泵和高压油管系统振动。齿轮传动系统的主要噪声来源是齿轮轴转动的频率调制齿合频率产生的低频噪声和齿轮撞击产生的高频噪声。

1.2 燃烧噪声

在一般情况下，气缸内气体压力的变化是燃烧噪声主要的来源，它包含由冲击波引发的气体的高频振动和由气缸内压力剧变引起的动力载荷。燃烧噪声具体的表现形式如下几点：首先是低频气体压力振动。在保证气缸内气体压力具有稳定性的情况下，会产生特定的、有规律的周期变化，然后形成与内燃机转动频率有一定关系的气体压力振动激励，在这种激励的强迫下，内燃机气缸内所有连接部件会产生振动。其次是中频结构振动，气缸内压力的变化会冲击到气缸内部所有连接的部件，这时各个部件就会发生振动，进而产生噪声[1]。中频结构振动的频率成分主要表现在中频阶段，并且压力升高率越高，频率就会越大。最后是高频压力波，在内燃机滞燃期间，火焰会慢慢，变大然后扩散，然后传出具有一定冲击力的压力波，进而形成高频振动，一般情况下这种高频振动大于等于

10 00Hz以上。

2 内燃机噪声控制方法

根据内燃机噪声产生的机理，我们可以将噪声的控制技术分为三种：第一种是控制噪声源；第二种是控制噪声传播的途径；第三种是保护噪声接受者。

2.1 控制噪声源

内燃机中的各个部件都具有一定的运动惯性，并且会受到相关气体压力的影响，进而产生具有周期性的变化，出现振动的情况。一旦内燃机中的各个部件都发生了振动，那么各个部件相互撞击会引发较大的噪声。内燃机中产生噪声的主要部件是曲柄连杆机构等运动的机件，当其撞到缸套时产生的噪声较大。除此之外，轴承和缸体内部的撞击也会产生噪声，凸轮间与配气机构内部挺柱、气门座间与气门之间的撞击会产生噪声，配气机构、喷油系统、正时齿轮等运动间之间的强烈撞击会产生噪声，综上所述，我们可以将由机械撞击产生的振动最终激发出噪声称为机械噪声。

为了有效控制曲柄链机构撞击产生的噪声，相关工作人员可以从改变壁缸和活塞之间相对运动的条件入手，缩小活塞与壁缸之间的距离，设计科学合理的活塞群部机构等。除此之外，为了有效控制噪声，相关工作人员可以增加活塞的高度，尽量减小壁缸与活塞撞击时的承压面积，增加缸套厚度，进而有效的降低活塞敲击的噪声。同时，要使用是适量的润滑油，从而保证良好的润滑性，降低撞击后摩擦的噪声[2]。为了有效降低传动齿轮的噪声，相关工作人员要选择合理的齿轮型式，使用相优化齿轮参数，并且使用科学合理的加工方法，同时，减少齿轮侧向的间隙，使用正时皮带传动有效的替代正时齿轮传动，大幅度的降低噪声。

2.2 有效控制噪声的传播措施

控制噪声的传播途径是在噪声输出的途径上有效控制噪声。首先，可以使用消声器来降低内燃气空气动力噪声。其次，有效的隔声，利用一些坚实的材料和结构等等，将发动机表面的声辐射包裹起来，有效隔离噪声传播的途径，一般情况下，人们会使用隔声罩和隔声壁板等[3]。再次，有效的减振和隔振，发动机的外部部件和承载结构会使用橡胶、弹簧等各种减振的元件有效减少振动力的传播，使用损耗系数较大的阻尼材料全面覆盖振动表面。最后，有效吸声，在噪声发出机器上覆盖可以有效吸收声能是材料和结构会有效的阻断噪声的传播，减少接受者受到的声能，进而降低噪声。

在研究控制噪声传播途径时，主要对声学材料和进排气技术进行研究，隔声罩板在一般情况下会使用铝板、不锈钢板等材料。新型的阻尼材料可以有效满足机械性能的要求，吸收不同频率的噪声。

3 结语

目前，为了有效保证人们的生活水平和质量，噪声法规越来越严格，为了符合噪声法规的要求，世界各国在不断探索和研究内燃机噪声控制技术，并且积极开发和使用低噪声内燃机。在降低噪声时从内燃机噪声的噪声源、辐射表面、传播途径等方面入手，明确降低噪声的最终目的。在内燃机总体设计和开发的阶段，相关技术人员要使用一定的解决办法，满足内燃机在质量、性能、噪声等方面的需求。