某汽油機(jī)聲學(xué)包設(shè)計研究

韓丹，王國剛，王金立，李凱

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某汽油機(jī)聲學(xué)包設(shè)計研究

韓丹，王國剛，王金立，李凱

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

某汽油機(jī)整機(jī)噪聲較突出，通過開發(fā)設(shè)計發(fā)動機(jī)聲學(xué)包，包括發(fā)動機(jī)缸蓋護(hù)罩隔聲罩、正時齒輪室隔聲罩、減振皮帶輪隔聲罩，對其進(jìn)行被動降噪，能有效降低該發(fā)動機(jī)外特性噪聲，為整機(jī)噪聲的降低做出重大貢獻(xiàn)。

整機(jī)噪聲；隔聲罩；被動降噪

前言

目前，各大主機(jī)廠在解決發(fā)動機(jī)噪聲、異響等問題時，均從主動降噪、被動降噪兩方面出發(fā)，對整機(jī)噪聲進(jìn)行優(yōu)化。主動降噪包括對發(fā)動機(jī)的燃燒噪聲優(yōu)化、機(jī)械噪聲優(yōu)化、氣流噪聲優(yōu)化；被動降噪包括對發(fā)動機(jī)聲學(xué)包的設(shè)計、發(fā)動機(jī)艙的聲學(xué)設(shè)計等。其中發(fā)動機(jī)聲學(xué)包設(shè)計是周期、成本、效果均最優(yōu)的方案，能有效解決發(fā)動機(jī)的輻射噪聲。

某汽油機(jī)整機(jī)噪聲較突出，通過開發(fā)設(shè)計發(fā)動機(jī)聲學(xué)包，包括發(fā)動機(jī)缸蓋護(hù)罩隔聲罩、正時齒輪室隔聲罩、減振皮帶輪隔聲罩，對其進(jìn)行被動降噪，能有效降低該發(fā)動機(jī)外特性噪聲，為整機(jī)噪聲的降低做出了重大貢獻(xiàn)。

1 問題分析

某汽油機(jī)在研發(fā)階段發(fā)現(xiàn)存在機(jī)油泵噪聲突出、正時系統(tǒng)噪聲突出、進(jìn)氣歧管輻射噪聲突出等問題，考慮到發(fā)動機(jī)在整車的安裝位置，發(fā)動機(jī)上方是主要輻射面，按照聲音的“源-路徑-接受者”模型，為了最大限度的降低發(fā)動機(jī)噪聲對整車噪聲的影響，在發(fā)動機(jī)的上方、正時蓋板、減振皮帶輪處增加聲學(xué)包，利用聲學(xué)包的吸隔音特性來降低發(fā)動機(jī)的噪聲。

圖1 聲學(xué)包設(shè)計方案

發(fā)動機(jī)聲學(xué)包一般采用聚氨酯材料發(fā)泡成型，利用多孔隙結(jié)構(gòu)增加聲音傳遞路徑，降低四方平均噪聲，提升聲品質(zhì)。

該汽油機(jī)的整機(jī)聲學(xué)包設(shè)計方案如圖1所示。

2 缸蓋護(hù)罩隔音墊設(shè)計

原缸蓋護(hù)罩蓋板只有裝飾作用，且與發(fā)動機(jī)不能充分貼合，基本無吸隔音性能，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的噪音通過蓋板向外輻射、傳播。

為降低發(fā)動機(jī)上方的噪聲，根據(jù)發(fā)動機(jī)和整車的布置邊界，設(shè)計缸蓋護(hù)罩隔音墊，如圖2所示。

圖2 缸蓋護(hù)罩隔音墊設(shè)計方案

缸蓋護(hù)罩隔音墊采用PU發(fā)泡材料，為了具有最佳的吸音效果，密度設(shè)置為（250±25）kg/m3，在保證不與邊界干涉的情況下隔音墊最薄處厚度在15mm以上，最厚處達(dá)65mm，其燃燒特性滿足GB/T2408中V-0級要求。

3 正時齒輪室隔音墊

原正時齒輪室蓋板僅起到密封正時齒輪室功能，基本無吸、隔音性能，發(fā)動機(jī)凸輪軸正時、皮帶、張緊器等附件產(chǎn)生的噪音通過蓋板向外輻射，為降低發(fā)動機(jī)前端的噪聲，在正時蓋板外設(shè)計隔音墊進(jìn)行吸音，如圖3所示。

圖3 正時齒輪室隔音墊設(shè)計方案

正時齒輪室隔音墊采用PU發(fā)泡材料，表面1mm自結(jié)皮，密度為（220±25）kg/m3，隔音墊基礎(chǔ)厚度25mm，其燃燒特性滿足GB/T2408中V-0級要求。

4 減振皮帶輪隔音墊設(shè)計

原減振皮帶輪處振動噪音較大，機(jī)油泵鏈條與曲軸嚙合階次噪聲突出，需要設(shè)計減振墊來降低振動噪聲。

減振皮帶輪隔音墊由吸音墊、蓋板、襯套、橡膠套組成，吸音棉采用PU發(fā)泡材料，密度為（60±10）kg/m3，其燃燒特性滿足GB/T2408中V-0級要求；蓋板材料為PA66+GF35，橡膠套材料為NBR，如圖4所示。

圖4 減振皮帶輪隔音罩設(shè)計方案

5 效果驗(yàn)證

綜合以上優(yōu)化措施，對優(yōu)化后發(fā)動機(jī)進(jìn)行了NVH測試，優(yōu)化后整機(jī)外特性噪聲平均降低了3-5dB(A)，如圖5所示。

圖5 外特性噪聲對比（優(yōu)化前&后）

6 結(jié)語

通過對該汽油機(jī)的聲學(xué)包設(shè)計，包括：發(fā)動機(jī)缸蓋護(hù)罩隔聲罩、正時齒輪室隔聲罩、減振皮帶輪隔聲罩，對其進(jìn)行被動降噪，能有效降低該發(fā)動機(jī)外特性噪聲，為整機(jī)噪聲的降低做出了重大貢獻(xiàn)，圓滿的完成了該機(jī)型的開發(fā)任務(wù)，促進(jìn)了該機(jī)型的品牌向上。

[1] 陳楠.汽車振動與噪聲控制[M].北京:人民交通出版社,2005.

[2] 楊慶佛.內(nèi)燃機(jī)與噪聲控制[M].太原:山西人民出版社,1985.

[3] 武艷波.發(fā)動機(jī)噪聲源識別及控制技術(shù)[D].中北大學(xué),2007.

Study on Acoustic Package for a gasoline engine

Han Dan, Wang Guogang, Wang Jinli, Li Kai

( Technical Center, Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd. Anhui Hefei 230601 )

The noise of a gasoline engine is prominent.Passive noise reduction is carried out by developing and designing the engine acoustic package, which includes acoustic enclosure of the engine cylinder head shield,timing gear room and shock absorber pulley. Which effectively reduce the external characteristic noise of the engine, and make a significant contribution to the noise reduction of the engine.

Engine Noise; Acoustic Enclosure; Passive Noise Reduction

A

1671-7988(2018)22-171-02

U462.1

A

1671-7988(2018)22-171-02

U462.1

韓丹，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.061