内燃机噪声与振动控制技术.doc

1/25

内燃机噪声与振动控制技术

目录

第一部分内燃机噪声源识别与控制措施 2

第二部分内燃机振动源分析与主动控制 4

第三部分燃烧优化对内燃机噪声振动的影响 7

第四部分进排气系统设计与消声技术 10

第五部分结构阻尼与隔振技术的应用 14

第六部分材料减振与隔音技术的探讨 16

第七部分电子控制技术在噪声振动控制中的作用 19

第八部分内燃机噪声振动控制现状与展望 2

2/25

第一部分内燃机噪声源识别与控制措施

关键词

关键要点

【机械噪声与振动】

1.机械噪声主要由机械运动部件之间的相互作用产生，例如齿轮啮合、轴承转动以及叶片振动。

2.机械振动是由机械运动部件的不平衡、不对中或松动引起的，可以传递到机器结构的其他部件上，产生噪声和振动。3.机械噪声和振动可以通过采取措施控制，例如使用吸声材料、减振器和动态平衡。

【流体噪声与振动】

内燃机噪声源识别

内燃机噪声源主要分为以下几类：

*机械噪声：由机械部件的运动和相互作用产生，包括活塞运动、凸轮轴噪声、齿轮传动噪声等。

*燃烧噪声：由燃料燃烧过程中产生的压力波动引起，包括点火噪声、敲缸噪声等。

*进排气噪声：由进气和排气系统中的气体流动产生，包括进气门噪声、排气门噪声等。

机械噪声控制措施

*活塞运动噪声控制：优化活塞环设计、采用轻量化材料、减小活塞间隙。

*凸轮轴噪声控制：优化凸轮轴轮廓、采用低噪音正时链或正时带。

3/25

*齿轮传动噪声控制：采用斜齿齿轮、提高传动精度、使用减振齿轮。燃烧噪声控制措施

*点火噪声控制：优化点火系统，采用低压放电点火方式、多点火技术等。

*爆震控制：优化发动机燃烧室形状和压缩比、使用抗爆剂等。

进排气噪声控制措施

*进气门噪声控制：优化进气门设计、使用进气消声器。

*排气门噪声控制：优化排气门设计、使用排气消声器。

*进排气管路噪声控制：优化进排气管路设计，采用隔音材料、使用进排气消声器。

综合噪音控制措施

*结构优化：对发动机机体进行刚度优化，降低共振点，改善传声路径。

*减振降噪：使用减振支架、减振垫等，阻隔噪声和振动传播。

*吸声消声：使用吸声材料、安装消声器，吸收和衰减噪声能量。振动控制措施

内燃机振动主要由以下因素引起：

*往复惯性力：由活塞和连杆的往复运动产生。

*扭转振动：由曲轴的扭转运动产生。

*共振：当激振频率与固有频率相近时，振幅急剧增大。振动控制措施

*平衡技术：对活塞、连杆、曲轴等旋转部件进行配重平衡，抵消运

4/25

动中的惯性力。

*减振器：在发动机上安装减振器，吸收和衰减振动能量。

*结构优化：优化发动机机体的结构和刚度，提高固有频率，避开激振频率。

*共振抑制：采用谐振器或质量阻尼器，抑制特定频率的振动。此外，还可采用以下综合措施控制内燃机噪声和振动：

*电控技术:使用电子控制系统，精确控制点火时间、喷油量等参数，优化燃烧和振动特性。

*数字化技术：利用数字化技术进行噪声和振动仿真分析，优化设计和控制策略。

*仿真优化：结合仿真和优化技术，对噪声和振动控制措施进行优化设计，提高控制效果。

第二部分内燃机振动源分析与主动控制

关键词

关键要点

【内燃机振动源分析】

1.振源识别与定位：利用实验技术(如模态分析、噪声源识别技术)确定振动源的位置和类型。

2.振动传递路径分析：建立振动传递路径模型，识别振动的传播途径和路径上的影响因素。

3.振动建模：构建内燃机振动动力学模型，分析振动特性、

5/25

传递机制和边界条件，为主动控制提供理论基础。【主动振动控制】

内燃机振动源分析与主动控制振动源分析

内燃机的振动主要源于以下方面：

*曲柄连杆机构：曲柄旋转和活塞往复运动产生的不平衡力矩和惯性力；

*气流脉动：气门开启和关闭产生的气流脉动，导致气缸压力和扭矩波动；

*燃烧过程：燃烧压力变化和热膨胀引发的结构变形和振动；

*齿轮传动：齿轮啮合产生的冲击载荷和振动。振动特性

内燃机的振动表现出以下特性：

*固有的(固有频率和模态):取决于发动机结构刚度、质量和阻尼特性。

*激发的(激励频率和幅度):由曲柄机构、气缸压力和燃烧过程引起的。

*多谐振(多个激励频率):发动机工作时有多个激励频率，导致多个固有频率被激发。

*非线性(幅度依赖性):振动幅度会随着发动机转速、负荷和温度等因素的变化而变化。

6/25

主动控制

主动控制旨在抵消内燃机振动的影响，主要包括：可变气门正时和升程(VVT/VVL)

*通过调节气门打开和关闭的时间和幅度，优化气流脉动，减少气缸压力波动。

可变喷射正时(VVT-i)

*通过改变燃油喷射时间，调整燃烧过程，减少燃烧压力波动。可变补偿轴(BCA)

*使用附加轴来产