控制策略对轻型车用四缸增压中冷柴油机噪声影响研究
发布时间：2021-08-15 23:37
柴油机以其在燃油经济性、动力性能等方面的优势,在汽车上得到了广泛的应用。然而随着车辆不断增加,尤其是在人口稠密的城市区域,车辆产生的噪声成为城市主要噪声源之一。柴油机所激发的噪声频率处于人类高度敏感的感知范围,这使柴油机噪声成为社会烦恼的主要因素之一。由于柴油机噪声来源复杂,且受运转工况的影响,整机噪声的优化非常困难。柴油机厂商对于控制柴油机辐射噪声的要求越来越高,希望在不影响动力性、经济性的同时实现整机噪声优化。针对轻型车用四缸增压中冷柴油机控制参数以及部分零部件对整机噪声进行了优化分析。首先研究了柴油机缸内压力与近场噪声信号关系,通过计算柴油机结构衰减、相干函数以及高频压力振荡等,研究了缸内压力与近场噪声信号在时域及频域的内在联系,分析了不同转速与负荷下缸内压力变化对整机噪声的影响。结果表明:在3000-5600 Hz频段,缸内压力信号与近场噪声信号有很强的相干性,且该频段的柴油机结构衰减最小,容易产生较大噪声。燃烧产生的中高频压力振荡对整机噪声有很大影响。低负荷高转速工况容易激发高频压力振荡。其次通过噪声频谱特性分析,研究了多种工况下喷油参数及EGR（Exhaust Gas Re...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验测试设备连接方式示意图
控制策略对轻型车用四缸增压中冷柴油机噪声影响研究10图2.1试验测试设备连接方式示意图Fig.2.1Schematicdiagramofconnectionmodeoftestequipment图2.2试验台架实物照片Fig.2.2Photographofthetestbench内燃机噪声相关理论及测试方法介绍内燃机噪声的产生机理，噪声源的识别方法，整机噪声的测试标准以及柴油机噪声中比较难测的燃烧噪声的测量。对于内燃机噪声的测量，传统方法采用声压级、声功率级等物理参数进行描述。2.2.1内燃机噪声产生机理内燃机噪声由工作时气缸内周期性变化的气体压力和机械力的相互作用产生。气体压力直接作用在燃烧室表面并引起柴油机缸体振动。气缸中移动元件的传递压力，活塞冲击，摩擦和变形所引起的机械力也是附加的振动源[44]。内燃机噪声主要分为三种：机械噪声、燃烧噪声和空气动力噪声。图2.3为内燃机中各类噪声源的分类情况[45,46]。
江苏大学硕士学位论文11图2.3内燃机噪声源的分类Fig.2.3Classificationofinternalcombustionenginenoisesources（1）机械噪声是由气体压力及运转机件使相对运动的零件之间撞击所产生的噪声，包括轴承噪声、活塞拍击噪声、喷油泵噪声、配气机构噪声、齿轮以及机件振动噪声等，其中活塞拍击气缸壁产生的噪声通常是机械噪声的最大噪声源。一般来说内燃机的机械噪声会随转速的提高而增加。（2）空气动力噪声是由气体扰动以及气体与物体相互作用而产生的，主要包括进排气噪声和风扇噪声。其中进排气噪声是空气动力噪声的主要噪声源，由进排气阀周期性的开闭产生，其基频噪声的频率为：=30(2.1)式中，柴油机转速，r/min；是冲程数；为内燃机气缸数。风扇噪声主要包括旋转噪声和涡流噪声[47]。涡轮增压器中的涡轮叶片以及发电机中的冷却风扇都会产生风扇噪声。叶片转速对风扇噪声有很大影响，低转速风扇噪声很小，而高转速下风扇噪声会成为内燃机的主要噪声源之一。涡流噪声是由叶片转动使周围气体产生涡流而产生，一般是宽频带噪声。旋转噪声是由叶片旋转切割空气而产生，其基频噪声的频率为：=60(2.2)式中，为风扇转速，r/min；Z为叶片个数。（3）燃烧噪声是由燃烧过程气缸内气体压力变化所引起，一般认为燃烧过程产生的结构振动主要来源于两部分：气缸压力突变引起的气体动力载荷以及压力波冲击燃烧室壁引起缸内气体的高频振荡[48]。由气体动力载荷引起的噪声主要取决于压力升高率以及最高压力增长率持续的时间。气体的高频振荡是由于燃烧产生的冲击波到达气缸壁面
【参考文献】：
期刊论文
[1]共轨柴油机缸内压力与整机振动噪声关系研究[J]. 岳奇,袁亚飞,陶于佳娃,周靖,周志峰. 现代车用动力. 2020(01)
[2]柴油机发动机噪声测试与分析[J]. 张学龙,王奔,王亚军,付艳丽. 内燃机. 2019(03)
[3]基于发动机激励的车内振动和噪声阶次分析[J]. 陈克,李春萍,李孟宇. 沈阳工业大学学报. 2019(01)
[4]基于阶次分析的主动声品质控制[J]. 姜顺明,李广委. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(10)
[5]柴油机PPCI燃烧模式下预喷策略对缸内高频压力振荡的影响机理研究[J]. 陈曦明,刘龙,杜敬涛. 工程热物理学报. 2018(09)
[6]喷油控制参数对柴油机燃烧噪声影响的试验研究[J]. 任家潮,刘帅,陈林. 现代车用动力. 2018(03)
[7]城市交通噪声影响因子及防治对策研究[J]. 刘敬武. 环境与发展. 2017(10)
[8]基于阶次设计的汽车排气噪声品质运动感调校[J]. 肖生浩,刘志恩,颜伏伍,郑灏. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(10)
[9]柴油机表面辐射噪声源识别与降噪研究[J]. 刘帅,王忠,王林,查红,赵洋. 汽车工程. 2016(09)
[10]汽油机燃烧压力与燃烧噪声分析[J]. 翟俊萌,吴坚,边强,张志强,高文志. 机械科学与技术. 2015(12)
博士论文
[1]内燃机进气系统整体声学预测方法及异响控制技术研究[D]. 李恒.浙江大学 2017
[2]直喷式柴油机燃烧噪声机理及优化方法研究[D]. 张庆辉.浙江大学 2017
[3]内燃机燃烧压力高频振荡的热声耦合机理研究[D]. 李维.大连理工大学 2014
[4]发动机整车匹配中的振动噪声识别与控制研究[D]. 陈达亮.天津大学 2008
硕士论文
[1]基于喷油策略的柴油机燃烧噪声及声品质性能优化研究[D]. 王子宇.江苏大学 2019
[2]内燃机噪声分布规律及降噪技术研究[D]. 郭雅茹.大连交通大学 2016
[3]高压共轨柴油机喷油控制策略及排放特性研究[D]. 魏亮.昆明理工大学 2016
[4]车用发电机噪声试验分析及控制方法研究[D]. 昌诗力.重庆理工大学 2016
[5]喷油参数对某型柴油机混合气形成及性能影响的实证研究[D]. 温江舟.西南交通大学 2015
[6]柴油机燃油分段喷射对缸内燃烧的影响及匹配研究[D]. 孙建国.北京理工大学 2015
[7]内燃机表面辐射噪声盲源分离技术研究[D]. 王霞.天津大学 2010
本文编号：3345145
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验测试设备连接方式示意图
控制策略对轻型车用四缸增压中冷柴油机噪声影响研究10图2.1试验测试设备连接方式示意图Fig.2.1Schematicdiagramofconnectionmodeoftestequipment图2.2试验台架实物照片Fig.2.2Photographofthetestbench内燃机噪声相关理论及测试方法介绍内燃机噪声的产生机理，噪声源的识别方法，整机噪声的测试标准以及柴油机噪声中比较难测的燃烧噪声的测量。对于内燃机噪声的测量，传统方法采用声压级、声功率级等物理参数进行描述。2.2.1内燃机噪声产生机理内燃机噪声由工作时气缸内周期性变化的气体压力和机械力的相互作用产生。气体压力直接作用在燃烧室表面并引起柴油机缸体振动。气缸中移动元件的传递压力，活塞冲击，摩擦和变形所引起的机械力也是附加的振动源[44]。内燃机噪声主要分为三种：机械噪声、燃烧噪声和空气动力噪声。图2.3为内燃机中各类噪声源的分类情况[45,46]。
江苏大学硕士学位论文11图2.3内燃机噪声源的分类Fig.2.3Classificationofinternalcombustionenginenoisesources（1）机械噪声是由气体压力及运转机件使相对运动的零件之间撞击所产生的噪声，包括轴承噪声、活塞拍击噪声、喷油泵噪声、配气机构噪声、齿轮以及机件振动噪声等，其中活塞拍击气缸壁产生的噪声通常是机械噪声的最大噪声源。一般来说内燃机的机械噪声会随转速的提高而增加。（2）空气动力噪声是由气体扰动以及气体与物体相互作用而产生的，主要包括进排气噪声和风扇噪声。其中进排气噪声是空气动力噪声的主要噪声源，由进排气阀周期性的开闭产生，其基频噪声的频率为：=30(2.1)式中，柴油机转速，r/min；是冲程数；为内燃机气缸数。风扇噪声主要包括旋转噪声和涡流噪声[47]。涡轮增压器中的涡轮叶片以及发电机中的冷却风扇都会产生风扇噪声。叶片转速对风扇噪声有很大影响，低转速风扇噪声很小，而高转速下风扇噪声会成为内燃机的主要噪声源之一。涡流噪声是由叶片转动使周围气体产生涡流而产生，一般是宽频带噪声。旋转噪声是由叶片旋转切割空气而产生，其基频噪声的频率为：=60(2.2)式中，为风扇转速，r/min；Z为叶片个数。（3）燃烧噪声是由燃烧过程气缸内气体压力变化所引起，一般认为燃烧过程产生的结构振动主要来源于两部分：气缸压力突变引起的气体动力载荷以及压力波冲击燃烧室壁引起缸内气体的高频振荡[48]。由气体动力载荷引起的噪声主要取决于压力升高率以及最高压力增长率持续的时间。气体的高频振荡是由于燃烧产生的冲击波到达气缸壁面
【参考文献】：
期刊论文
[1]共轨柴油机缸内压力与整机振动噪声关系研究[J]. 岳奇,袁亚飞,陶于佳娃,周靖,周志峰. 现代车用动力. 2020(01)
[2]柴油机发动机噪声测试与分析[J]. 张学龙,王奔,王亚军,付艳丽. 内燃机. 2019(03)
[3]基于发动机激励的车内振动和噪声阶次分析[J]. 陈克,李春萍,李孟宇. 沈阳工业大学学报. 2019(01)
[4]基于阶次分析的主动声品质控制[J]. 姜顺明,李广委. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(10)
[5]柴油机PPCI燃烧模式下预喷策略对缸内高频压力振荡的影响机理研究[J]. 陈曦明,刘龙,杜敬涛. 工程热物理学报. 2018(09)
[6]喷油控制参数对柴油机燃烧噪声影响的试验研究[J]. 任家潮,刘帅,陈林. 现代车用动力. 2018(03)
[7]城市交通噪声影响因子及防治对策研究[J]. 刘敬武. 环境与发展. 2017(10)
[8]基于阶次设计的汽车排气噪声品质运动感调校[J]. 肖生浩,刘志恩,颜伏伍,郑灏. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(10)
[9]柴油机表面辐射噪声源识别与降噪研究[J]. 刘帅,王忠,王林,查红,赵洋. 汽车工程. 2016(09)
[10]汽油机燃烧压力与燃烧噪声分析[J]. 翟俊萌,吴坚,边强,张志强,高文志. 机械科学与技术. 2015(12)
博士论文
[1]内燃机进气系统整体声学预测方法及异响控制技术研究[D]. 李恒.浙江大学 2017
[2]直喷式柴油机燃烧噪声机理及优化方法研究[D]. 张庆辉.浙江大学 2017
[3]内燃机燃烧压力高频振荡的热声耦合机理研究[D]. 李维.大连理工大学 2014
[4]发动机整车匹配中的振动噪声识别与控制研究[D]. 陈达亮.天津大学 2008
硕士论文
[1]基于喷油策略的柴油机燃烧噪声及声品质性能优化研究[D]. 王子宇.江苏大学 2019
[2]内燃机噪声分布规律及降噪技术研究[D]. 郭雅茹.大连交通大学 2016
[3]高压共轨柴油机喷油控制策略及排放特性研究[D]. 魏亮.昆明理工大学 2016
[4]车用发电机噪声试验分析及控制方法研究[D]. 昌诗力.重庆理工大学 2016
[5]喷油参数对某型柴油机混合气形成及性能影响的实证研究[D]. 温江舟.西南交通大学 2015
[6]柴油机燃油分段喷射对缸内燃烧的影响及匹配研究[D]. 孙建国.北京理工大学 2015
[7]内燃机表面辐射噪声盲源分离技术研究[D]. 王霞.天津大学 2010
本文编号：3345145
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