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噪声污染已成为当代城市的主要污染方式之一,严重危害人类健康。在城市噪声污染中,41.3%来源于交通运输噪声,而发动机噪声又占车外噪声的60%左右,是汽车的主要噪声源。论文针对494柴油机噪声源识别以及降低近场和整机噪声的措施,采用近场声压和频谱分析相结合的方法,识别了柴油机的主要噪声源,应用表面屏蔽和结构改进的方法,探讨了降噪措施对柴油机近场和整机噪声的影响规律,研究了不同措施能够有效控制柴油机噪声的原因。
依据GB1859-2000《往复式内燃机辐射的空气噪声测量工程法及简易法》的规定,测量了柴油机按照不同工况运行时的整机噪声声功率级。探讨了柴油机转速、负荷和空间位置等因素对整机噪声的影响规律。
运用近场声压法,对柴油在标定工况、最大扭矩工况和怠速工况运行时的主要噪声源进行了识别,探讨了在不同工况下,各个噪声源辐射噪声的声能量对整机噪声声能量的贡献率。结果表明,喷油泵、油底壳、正时齿形带罩盖和增压器为柴油机的主要噪声源,这些主要噪声源的辐射噪声对整机噪声的贡献率达到70%左右。采用频谱分析的方法,对主要噪声源31.5Hz-16000Hz频率段的噪声进行了研究。结果表明,柴油机在标定工况运行时,燃油泵的噪声主要集中在500Hz以上的中、高频率段。
采用驻波管试验,对吸声海绵和橡胶板的吸声系数进行了测量,设计了两种不同组合方式的复合吸声材料,探讨了两种材料在不同频率段的吸声性能。将复合材料用于柴油机,覆盖气缸罩盖,分析了覆盖吸声材料对柴油机近场噪声的影响,采用频谱分析的方法,研究了复合吸声材料对不同频率段的吸声能力。结果表明,吸声海绵的吸声性能强于橡胶板的吸声性能,在900Hz-2000Hz频率段,吸声海绵的吸声性能良好,比较两种复合材料,贴近柴油机侧为吸声海绵的吸声性能强于夹心式材料,在实际应用中,贴近柴油机侧为吸声海绵的复合材料对噪声的限制效果显著。
为了提高正时齿形带罩盖的强度和刚度,对其结构进行了改进,探讨了强度和刚度提高对柴油机噪声的影响,分析了近场测点频谱,研究了噪声在不同频率段的变化趋势。结果表明,通过改进罩盖结构降低了中、高频率段噪声声压级,从而降低了柴油机的噪声值。在分析原机油底壳强度和刚度的基础上,提出两种结构改进方案,探讨了不同油底壳对柴油机噪声的影响,研究了油底壳近场的频谱变化规律。结果表明,原机油底壳刚度和强度不足,结构改进提高了油底壳的刚度和强度,但添加外置加强筋由于加强筋刚度和强度不足,没有降低柴油机噪声值。