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【摘要】目前世界上汽車(chē)越來(lái)越多，給人類帶來(lái)方便的同時(shí)又相應(yīng)地帶來(lái)了大量噪聲污染，目前各國(guó)已經(jīng)開(kāi)始對(duì)汽車(chē)噪聲進(jìn)行嚴(yán)格控制。對(duì)于汽車(chē)而言，內(nèi)燃機(jī)是最大的噪音來(lái)源，尤其是一些需要大功率柴油機(jī)才能帶動(dòng)的工程車(chē)輛，所以功率大的同時(shí)，也帶來(lái)了不小的噪音污染。目前很多國(guó)家已經(jīng)找到了有效降低柴油機(jī)噪聲污染的辦法，比如說(shuō)動(dòng)力學(xué)仿真、邊界元等數(shù)值開(kāi)始運(yùn)用到噪聲的預(yù)測(cè)上面，以達(dá)到降低噪聲設(shè)計(jì)的目的。本文通過(guò)對(duì)柴油機(jī)噪聲異常的相關(guān)原因分析，提出相應(yīng)的解決措施。

【關(guān)鍵詞】大功率;柴油機(jī);噪聲異常

現(xiàn)在柴油機(jī)的發(fā)展已經(jīng)向大功率和高效率進(jìn)行，隨之產(chǎn)生的噪聲污染越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是在車(chē)輛產(chǎn)業(yè)之中，因此加強(qiáng)對(duì)噪聲來(lái)源的控制，是目前最有效的解決辦法。雖然這幾年對(duì)噪聲污染的控制已經(jīng)有相應(yīng)的解決辦法，比如政府頒布關(guān)于內(nèi)燃機(jī)降噪的規(guī)定辦法和相關(guān)專業(yè)人士研制出的方法等，但是在具體的應(yīng)用過(guò)程中仍然需要對(duì)其進(jìn)行不斷改進(jìn)和完善。因此，為了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲進(jìn)行優(yōu)化、為了降低噪聲污染以給居民提供一個(gè)舒適的環(huán)境，那么如何降低發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲就是目前最為重要的話題。

一、噪聲分類

要想降低噪聲就必須對(duì)噪聲的來(lái)源先進(jìn)行了解，根據(jù)噪聲來(lái)源的產(chǎn)生機(jī)理一般將發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲分為三類，分別是氣體動(dòng)力噪聲、液體動(dòng)力噪聲和機(jī)械噪聲。一般氣體動(dòng)力噪聲包括進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、風(fēng)扇以及燃燒噪聲;液體動(dòng)力噪聲包括供油系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪聲;剩下的就是機(jī)械噪聲所包括的內(nèi)容［1］。如果按照噪聲的傳播形式對(duì)其進(jìn)行分類，那么就可以分為空氣噪聲、液體噪聲和固體噪聲。空氣噪聲就是通過(guò)空氣進(jìn)行傳播的噪聲;液體噪聲就是通過(guò)液體進(jìn)行傳播的噪聲;固體噪聲就是通過(guò)物體振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言，液體噪聲一般是不進(jìn)行分析的。

二、噪聲異常的原因分析

(一)活塞敲缸聲音異常。1．噪聲特點(diǎn)。第一，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度慢下來(lái)時(shí)這種聲音會(huì)特別得清楚，在氣缸無(wú)論是上面還是下面都可以清晰聽(tīng)到“當(dāng)當(dāng)當(dāng)”的敲擊聲;第二，發(fā)動(dòng)機(jī)在冷機(jī)情況下突然啟動(dòng)，聲音會(huì)變得很明顯，等到溫度升高之后這種聲音便會(huì)逐漸減弱或者消失;第三，如果發(fā)動(dòng)機(jī)承受負(fù)荷比較嚴(yán)重，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度突然產(chǎn)生變化，這個(gè)聲音就會(huì)很明顯，等到停止供油時(shí)，響聲就會(huì)逐漸減弱或者消失;第四，在缸內(nèi)加入一點(diǎn)點(diǎn)的機(jī)油，在發(fā)動(dòng)初的一會(huì)時(shí)間內(nèi)，響聲基本沒(méi)有了［2］。2．產(chǎn)生原因。產(chǎn)生這種聲音異常的原因主要在于活塞和氣缸之間的間隙過(guò)大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)做功的一瞬間，活塞受到高壓氣體的壓力時(shí)，就會(huì)在缸內(nèi)開(kāi)始擺動(dòng)并敲擊缸壁，以此發(fā)出響聲。另外，如果連桿彎扭、活塞銷和襯套配合過(guò)緊或活塞反橢圓也能導(dǎo)致這種聲音的產(chǎn)生。

(二)活塞銷聲音異常。1．聲音特點(diǎn)。第一，在發(fā)動(dòng)機(jī)速度比較慢或者中檔速度時(shí)，這種聲音會(huì)比較明顯，為上下雙響;第二，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度變化時(shí)，該異常聲音也會(huì)隨著改變，當(dāng)速度突然降下來(lái)時(shí)，氣缸上面就會(huì)發(fā)出很尖銳的聲音;第三，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度越來(lái)越高時(shí)，聲音會(huì)隨著溫度的升高而產(chǎn)生相應(yīng)的上升趨勢(shì);第四，當(dāng)氣缸斷油時(shí)，響聲就會(huì)慢慢減弱最后漸漸消失，但當(dāng)氣缸開(kāi)始恢復(fù)工作的時(shí)候，又會(huì)發(fā)出幾聲明顯的響聲。2．產(chǎn)生原因。一般活塞銷產(chǎn)生聲音異常的原因主要是因?yàn)榛钊N和襯套之間的縫隙過(guò)大，或者活塞銷座孔配合間隙較大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作時(shí)，就會(huì)發(fā)出異常的聲音。

(三)連桿軸承聲音異常。1．聲音特點(diǎn)。第一，這種聲音一般會(huì)比較緩和而簡(jiǎn)短，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度很慢的時(shí)候幾乎是聽(tīng)不到的，當(dāng)速度逐漸加大至中檔時(shí)，聲音就會(huì)變得異常清晰，當(dāng)速度開(kāi)至高檔時(shí)，聲音則會(huì)變得更加激烈，當(dāng)對(duì)其進(jìn)行突然加速的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生“當(dāng)當(dāng)當(dāng)”的聲音，而且很難辨別出是哪個(gè)位置發(fā)出的聲音;第二，若是軸承突然變松，在發(fā)動(dòng)機(jī)慢速的情況下聲音也會(huì)很明顯，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身開(kāi)始抖動(dòng)的時(shí)候，機(jī)油的壓力也會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生下降的趨勢(shì);第三，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度產(chǎn)生變化的時(shí)候，這個(gè)響聲并不會(huì)隨之產(chǎn)生變化;第四，當(dāng)給氣缸斷油時(shí)，響聲就會(huì)開(kāi)始減弱，或者直接消失，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)作的一剎那，會(huì)發(fā)出“當(dāng)當(dāng)當(dāng)”的聲音。2．產(chǎn)生原因。連桿軸承聲音異常的原因主要是連桿軸和軸承之間的縫隙過(guò)大，導(dǎo)致連桿軸承的合金被燒毀或者掉落;還有一種原因就是固定連桿軸承的螺栓松了或者斷了，因而產(chǎn)生了聲音的異常。主軸承產(chǎn)生異常聲音的原因和聲音特點(diǎn)與此相似。

(四)正時(shí)齒輪聲音異常。1．聲音特點(diǎn)。第一，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度很慢時(shí)，借助相關(guān)工具會(huì)聽(tīng)得比較明顯，比如用聽(tīng)診器或者金屬棒等。第二，這個(gè)聲音產(chǎn)生的范圍會(huì)從凸輪軸傳播到發(fā)動(dòng)機(jī)的后面［3］。2．產(chǎn)生原因。產(chǎn)生這種聲音主要是因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪之間嚙合間隙比較大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作時(shí)齒面和齒面質(zhì)量相互碰撞而產(chǎn)生這種聲音。如果是未經(jīng)磨合新齒輪的話也會(huì)出現(xiàn)這種聲音。

(五)氣門(mén)腳聲音異常1．聲音特點(diǎn)。第一，這種聲音一般都會(huì)比較清脆并且很明顯，是連續(xù)進(jìn)行并且同時(shí)伴有一定的節(jié)奏，如果在氣門(mén)室的兩側(cè)去聽(tīng)的話會(huì)變得更加明顯;第二，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)度產(chǎn)生變化時(shí)，這個(gè)響聲也會(huì)相應(yīng)地產(chǎn)生變化;第三，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度發(fā)生變化時(shí)，響聲卻不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化;第四，如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度變慢時(shí)，將挺桿提起來(lái)，聲音就會(huì)變得很微弱或者直接消失。2．產(chǎn)生原因。一般這種聲音產(chǎn)生的原因主要是因?yàn)闅忾T(mén)腳的間隙比較大，或者是因?yàn)橥馆喣p較大產(chǎn)生變形，相應(yīng)的挺桿就會(huì)在凸輪的摩擦上產(chǎn)生異樣。關(guān)于氣門(mén)挺桿的聲音特點(diǎn)和產(chǎn)生原因和這個(gè)的比較類似。

三、噪聲異常的優(yōu)化

(一)活塞敲缸優(yōu)化意見(jiàn)。一般情況，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作時(shí)，并且其水溫很低的時(shí)候，有這種聲音的產(chǎn)生并不奇怪，但是當(dāng)溫度已經(jīng)很高了仍然還存在敲缸的聲音就要對(duì)其進(jìn)行查明并且積極處理。比如針對(duì)這種情況，就要對(duì)活塞進(jìn)行更換，可以使用能自動(dòng)控制熱膨脹的有鑲嵌鋼片的活塞，減少當(dāng)機(jī)體冷卻時(shí)這兩者之間的間隙，對(duì)于活塞銷孔也應(yīng)該稍微偏心進(jìn)行布置，可以偏向主推力面0.7毫米。這樣一來(lái)就將活塞拍擊缸套的力度大大削弱了，因此也降低了噪聲［4］。

(二)齒輪室蓋噪聲優(yōu)化意見(jiàn)。如果是新機(jī)磨合時(shí)，并且響聲也不大，這個(gè)時(shí)候可不必管太多，但是如果不是這種情況的話，聲音又比較大就要進(jìn)行相關(guān)的優(yōu)化處理。比如可以將齒輪的精度和其清潔度進(jìn)行提高，然后往齒輪室蓋外層加隔音罩，可以從很大程度上將噪聲屏蔽掉。

(三)氣缸噪聲優(yōu)化意見(jiàn)。某大功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋氣門(mén)設(shè)計(jì)成頂置式，所以為了進(jìn)一步降低噪聲，除了對(duì)氣缸內(nèi)部相關(guān)部件進(jìn)行噪聲控制之外，在其氣缸蓋上也應(yīng)該加一些隔絕噪聲的軟墊或者隔音罩，將氣缸內(nèi)產(chǎn)生的噪聲屏蔽掉。四、結(jié)語(yǔ)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言，齒輪室、氣缸蓋等地方都是噪聲產(chǎn)生的主要來(lái)源，因此要降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲異常就必須從這幾個(gè)位置入手。對(duì)于齒輪室而言，可以將齒輪系進(jìn)行優(yōu)化，將齒輪的精細(xì)度和清潔度進(jìn)一步提高，或者對(duì)其加蓋隔音罩都是可以起到一定的降低噪音效果的;對(duì)于氣缸蓋而言就是需要對(duì)其加蓋隔音罩或者軟墊，以達(dá)到降噪的效果;對(duì)于活塞敲缸來(lái)說(shuō)最直接的辦法就是對(duì)活塞進(jìn)行更換，換一個(gè)性能更好的活塞片。以上種種都可以在一定程度上降低噪聲，也能更好排查出噪聲異常會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題。

【參考文獻(xiàn)】

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［2］方猛．柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)異常聲音的判斷［J］．軌道交通裝備與技術(shù)，2002，4:11～14

［3］石月奎，徐麗梅，王福君，等．供油系統(tǒng)對(duì)柴油機(jī)及車(chē)內(nèi)噪聲影響的研究［J］．農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程，2015，53(11):36～40

［4］楊陳，郝志勇，陳馨蕊．柴油機(jī)機(jī)體輻射噪聲預(yù)測(cè)及低噪聲改進(jìn)設(shè)計(jì)［J］．江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，29(4):301～303

作者：曹新星 湛繽紛 單位：海南核電有限公司