淺析汽車發動機噪聲類型及控制措施

河北農業大學機電工程學院 孫利娜 杜小康 楊帆 梁峰偉 曹世龍 邵文辰

噪聲污染是環境污染的一種類型，和水污染、大氣污染被視為全球區域內的三個主要環境污染問題。由于噪聲污染牽涉到的范圍較為廣泛，對人們影響最為直接，所以如何有效減少和控制噪聲尤為重要。盡管噪聲來源多種多樣，但隨著汽車的普及與廣泛利用，汽車發動機產生的噪聲逐漸成為主要的污染來源。所以本文歸納了汽車發動機結構上產生噪音的幾個方面，針對噪聲來源的不同提出了適當的控制措施。

1 燃燒噪聲的造成因素及防范措施

燃燒噪聲既和燃料成分有關，而且還和燃燒的過程有關，與此同時燃燒嘴和爐膛等構成的燃燒系統也會影響到噪聲的大小。目前針對燃燒噪聲所研究出來的控制措施有以下幾點：（1）通過保溫活塞來增加氣缸的環境溫度，借此減小滯燃時長，從而可以降低直噴式柴油機中的燃燒噪聲污染。（2）通過增加壓縮比的參數和大幅度提高尾氣再循環的技術來減少燃燒噪音的污染（3）通過雙彈簧噴油閥來進行預噴。（4）為了通過降低滯燃期內噴進的燃油量來降低燃燒噪聲，可以選取共軌噴油系統，該控制系統是具備較高發展前景的直噴式轎車柴油機電子控制高壓燃油的噴射系統。（5）增大柴油機的壓力也可降低燃燒污染。通過增壓，柴油機氣缸中的空氣充量密度、溫度及壓力都會得到提高，混合氣的著火條件會因此得以改善，進而減少著火延遲期。（6）合理選擇和設計燃燒室。

2 活塞碰撞噪聲的造成因素及防范措施

活塞碰撞引發的因素主要是活塞和氣缸套存有空隙，活塞上會普遍存在氣體給的沖擊。目前針對活塞敲擊噪聲所研究出來的控制措施有以下幾點：（1）將活塞銷孔進行偏置處理。簡單來講就是適當地將活塞銷孔向主推力面偏移1 或2mm。（2）通過增加缸套的剛性不但可以從活塞敲擊聲的方面來減少噪音，還可以從活塞與缸壁摩擦的方面來進一步降低噪聲。（3）通過提高活塞與氣缸壁間的潤滑程度也能降低活塞敲擊產生的噪聲。

3 傳動齒輪噪聲的造成因素及防范措施

影響傳動齒輪的噪音主要與齒輪的變量和構造、齒輪機械加工的精準度、齒輪運轉狀態等因素有關。目前針對齒輪傳動噪聲所研究出來的控制措施有以下幾點：（1）合理設計齒輪形狀并且加大齒輪的加工精度，以此降低齒輪傳動的噪聲。（2）研究齒輪的新型材料，比如工程塑料就比原剛材料產生的噪音要小。（3）改進齒輪傳動裝置位置的布設計劃。（4）將正時凸輪轉動改成正時齒輪同步帶傳動裝置也可適當地減緩齒輪傳動造成的噪音。

4 配氣機構噪聲的造成因素及防范措施

導致配氣機構噪音的原因主要有氣門機構的型式、氣門空隙、配氣機構之間的潤滑狀態等。目前針對配氣機構噪聲所研究出來的控制措施有以下幾點：（1）使內燃機高速運轉。因為油膜越厚，配氣機構之間的摩擦越小，而油膜的寬度與內燃機的輸出功率有關，轉速越大，油膜厚度越大。（2）通過減少搖臂和氣門之間的撞擊來借此減少氣門間隙，比如氣門液壓驅動系統便可有效地降低配氣機構的噪聲。（3）可以通過減少推桿尺寸來達到該系統的減重效果，從而提升機構的剛性，以此來降低配氣機構的噪聲。

5 進氣噪聲的造成因素及防范措施

進氣噪聲是指由于氣團的高速移動而引起的一種很強的空氣動力噪聲。造成進氣噪聲的主要原因有發動機的速率，發動機速率越大進氣噪音越大。目前針對進氣噪聲所研究出來的控制措施有以下幾點：（1）實行消聲方案；（2）設計并選用適當的空氣過濾器。

6 排氣噪聲的造成因素及防范措施

排氣噪聲是指不以作功或引起推力為目的的排氣和廢氣在排向外界大氣時造成的的噪聲。排氣噪聲主要由排氣管中的氣柱振動噪音、排氣系統中的紊流噪聲以及氣門桿中的渦流噪聲三大部分所組成。目前針對排氣噪聲所研究出來的控制措施有以下幾點：（1）合理地設計排氣管的形狀和尺寸，通過減少氣流共振來實現渦流的減少。（2）研發高消音技術，比如利用低功率與寬消聲范圍的排氣消聲器。

7 結語

通過分析汽車發動機噪聲的類型以及影響因素，我們可以得出發動機噪聲的來源多種多樣，若要對噪音采取控制措施，必須清楚噪聲來源以及傳播途徑，從噪聲的傳播途徑以及影響因素出發，用不同的方式方法，盡可能地采取不同的控制措施來達到降低汽車發動機噪聲的目的。