吸音棉在汽車(chē)降噪中(zhōng)的措施分(fēn)析 汽車(chē)工(gōng)業及經濟的發展,促進了城市機動車(chē)輛數目劇增,伴随而來的交通污染也日益嚴重,其中(zhōng)汽車(chē)“噪音污染”被稱爲“城市新公害”。
磚家指出:“汽車(chē)對環保造成的大(dà)危害之一(yī)是噪音污染,這一(yī)問題必須引起汽車(chē)吸音棉産業的特殊關注”。
40分(fēn)貝是正常的環境聲音,在此以上就是環境噪音。
人們長期處在噪音的環境中(zhōng),除了損傷聽(tīng)力外(wài),還可引起心緒不甯、心情緊張、心跳加快、血壓增高,甚至導緻神經衰弱和腦神經機能不全等,嚴重危害了人們的身心健康。
據調查,在所有噪音中(zhōng),交通噪音約占各種聲源的70%左右。
因此,如何降低汽車(chē)噪音一(yī)直是**汽車(chē)工(gōng)業的一(yī)個重要課題。
汽車(chē)噪音的影響因素錯綜複雜(zá),按噪音産生(shēng)的過程和原理不同,可以分(fēn)爲與發動機有關的聲源和與汽車(chē)行駛系有關的聲源。
與發動機有關的聲源主要有:發動機進、排氣噪聲、發動機燃燒噪聲、冷卻風扇噪聲、機體(tǐ)各部件間振動噪聲。
另外(wài)還包括其附件:如發動機、空壓機、機油泵、水泵等輻射的聲音。
與汽車(chē)行駛有關的聲源主要有:傳動系機械噪音、輪胎滾動噪音、車(chē)聲振動噪音、制動器噪聲、車(chē)身和空氣相對運動而産生(shēng)的氣流噪聲。
這些噪聲随汽車(chē)和發動機形式不同而不同,與使用過程中(zhōng)的車(chē)速、發動機轉速、加速狀态、載荷及道路狀況有關。
以上噪聲的産生(shēng)都是被動的,隻要車(chē)輛行駛,如果沒有合适運用吸音棉就會有噪音的産生(shēng)。
下(xià)面主要分(fēn)析汽車(chē)産生(shēng)噪音的原因及降噪措施,概括起來主要有以下(xià)幾點: 一(yī)、 發動機燃燒噪音:它是氣缸内燃料燃燒時産生(shēng)的噪音。
燃燒噪音是由于氣缸内周期變化的氣體(tǐ)壓力的作用而産生(shēng)的。
它主要取決于燃燒的方式和燃燒的速度。
燃燒時汽缸壓力通過活塞、連杆、曲軸、缸體(tǐ)及汽缸蓋等引起發動機結構表面振動而輻射出噪音。
在汽油機中(zhōng),如果發生(shēng)**燃和表面點火(huǒ)不正常燃燒時,将産生(shēng)較大(dà)的燃燒噪聲。
柴油機的燃燒噪音是由于燃燒室内氣壓急劇上升,緻使發動機各部件振動而引起的噪聲。
一(yī)般來說柴油機的噪聲比汽油機高得多,因此在這裏主要讨論柴油機燃燒噪音的降噪措施。
1.采用隔熱活塞以提高燃燒室壁溫度,縮短滞燃氣,以吸音棉降低空間霧化燃燒系統的直噴式柴油機的燃燒噪音。
2.采用雙彈簧噴油閥實現預噴。
即将原本一(yī)個循環一(yī)次噴完的燃油分(fēn)兩次噴。
次噴入其中(zhōng)的小(xiǎo)部分(fēn),提前在主噴之前就開(kāi)始進行着火(huǒ)的預反應,這樣可減少滞燃期内積聚的可燃混合氣數量。
這是降低直噴式柴油機燃燒噪音的有效措施。
通過降低雙彈簧噴油器初次開(kāi)啓壓力和針閥的預升程來抑制空氣和燃料混合氣的形成,以此對怠速工(gōng)況的燃燒噪聲産生(shēng)影響。
通過設計兩段升程裝置,采用引燃噴射裝置在較大(dà)的轉速範圍及加速情況下(xià)來抑制燃燒噪音。
3.提高壓縮比和應用廢氣再循環技術也可以降低柴油機的燃燒噪音。
但壓縮比主要決定了柴油機的機械負荷與熱負荷水平。
廢氣再循環技術通過降低汽缸高壓力,在抑制NOx産生(shēng)的同時,也降低了燃燒噪音。
4.共軌噴油系統是一(yī)種選進的直噴式轎車(chē)柴油機電子控制高壓燃油噴射系統,它能減少滞燃期内噴入的燃油量,特别有利于吸音棉降低柴油機燃燒噪音。
5.采用增壓。
柴油機增壓後進入氣缸的空氣充量密度、溫度和壓力增加,從而改善了混合氣的着火(huǒ)條件,使着火(huǒ)延遲期縮短。
一(yī)般來說,渦輪增壓柴油機大(dà)額定功率的大(dà)轉速要比同樣氣缸尺寸的非增壓柴油機低,有利于降低燃燒噪音。
6.燃燒室的選擇和設計。
對于分(fēn)開(kāi)式燃燒室,的噴油通道、擴大(dà)通道面積、控制噴射方向和燃燒室進氣渦流半徑的優化,均能抑制預混合燃燒,促進擴散燃燒,從而降低由低負荷到高負荷較寬範圍的燃燒噪聲、燃油消耗和炭煙排放(fàng)。
對于直噴式燃燒室,可以通過合理設計,使其在***足夠的渦流下(xià)具有高紊動能,強化燃料與空氣之間的擴散,以此來改善燃燒過程,實現柴油機低油耗、低噪音和低排放(fàng)。
7.減小(xiǎo)供油提前角。
供油提前角小(xiǎo),噴油時間延遲,氣缸内溫度和壓力在燃油噴入時較高,燃油一(yī)經噴入即霧化,瞬間達到着火(huǒ)點,縮短了滞燃期。
先噴入的燃油**發燃燒,而後續噴入火(huǒ)焰中(zhōng)的燃油因氧氣不足而不會立即燃燒,這樣,由于初期燃燒的燃油量少,壓力升高率低,吸音棉可使燃燒噪音減少。
大(dà)多數柴油機的燃燒噪音随供油提前角的減小(xiǎo)而有所降低。
8.選擇十六烷值高的燃料,着火(huǒ)延遲期較短,從而影響在着火(huǒ)延遲期内形成的可燃混合氣數量,使壓力升高率降低和梯度吸音棉用減小(xiǎo)燃燒噪音。
二、發動機機械噪音:它是由發動機運轉而引起的噪音。
主要包括活塞對缸套的敲擊聲、配氣機構噪聲、正時齒輪噪聲等。
他們随着發動機轉速的增加而增加。
爲達到減少噪音的目的,采取了一(yī)系列措施。
1、首先***活塞、活塞環、與缸套的正确配合間隙。
(1)例如采取活塞銷孔偏置。
(2)在活塞裙部開(kāi)橫向隔熱槽。
(3)增加缸套的剛度;改善活塞和汽缸壁之間的潤滑狀況。
2、另外(wài)配氣機構中(zhōng)采取了如下(xià)降噪措施: (1)***良好的潤滑。
(2)減少氣門間隙可減少搖臂與氣門之間的撞擊,但不能使氣門間隙太小(xiǎo)。
采用液力挺柱可以從根本上消除氣門間隙,降低噪聲。
近年來還出現了氣門液壓驅動系統,其噪聲***。
(3)縮短推杆長度是減輕系統重量、提高剛度的有效措施,頂置式凸輪軸取消了推杆,對減少噪聲特别有利。
總之,實踐表明:減少振動和利用吸音棉是降低噪聲的根本措施,增加發動機機構的剛度和阻尼,是減少表面振動的方法。
二、風扇噪音:它屬于空氣動力噪音。
風扇轉動過程中(zhōng),由散熱器隔栅吸入的冷卻氣流經散熱器、風扇葉片吸入,從發動機間隙排出。
氣流運動的這一(yī)過程産生(shēng)了旋轉噪音和渦流噪音。
尤其是近年來,由于汽車(chē)空調和排氣淨化裝置的應用,使得發動機罩内溫度上升,風扇負荷加大(dà),噪聲變得更加嚴重。
另外(wài),風扇噪音随轉速的增加而增加。
除了以上原因,研究人員(yuán)還認爲風扇的噪音與以下(xià)因素密切相關: 1.風扇的外(wài)形。
風扇外(wài)形決定風扇本體(tǐ)的阻力系數,它包括葉片數量、葉片間斷間隙、葉片角度及彎曲度等。
2.散熱器吸入氣流的紊流度(紊流是流體(tǐ)的一(yī)種流動狀态。
當流速很小(xiǎo)時,流體(tǐ)分(fēn)層流動,互不混合,稱爲層流,或稱爲片流;逐漸增加流速,流體(tǐ)的流線開(kāi)始出現波浪狀的擺動,擺動的頻(pín)率及振幅随流速的增加而增加,此種流況稱爲過渡流;當流速增加到很大(dà)時,流線不再清楚可辨,流場中(zhōng)有許多小(xiǎo)漩渦,稱爲湍流,又(yòu)稱爲亂流、擾流或紊流。
) 3.風扇葉尖處及縫隙處産生(shēng)的噪音降低風扇噪音措施有: 1.優化風扇結構。
2. 使用矽油風扇離(lí)合器。
3. 強化散熱。
4. 采用電液比例技術控制發動機冷卻風扇系統。
能根據冷卻水溫度、環境溫度及通風量自動連續調節風扇的轉速。
它和傳統經風扇離(lí)合器驅動的冷卻風扇和電機驅動的冷卻風扇相比,其轉速不受發動機轉速變化的影響,在任何車(chē)速下(xià)都可以提供足夠大(dà)的冷卻風量,使發動機冷卻水溫度的平均值始終在80℃---90℃佳的範圍内,同時具有節能降噪的優點。
這是發達在大(dà)功率車(chē)用發動機上使用的新冷卻系統。
三、進排氣管噪音:在進氣行程中(zhōng),高速氣體(tǐ)經空氣濾清器、進氣管、氣門進入汽缸,在流動過程中(zhōng),會産生(shēng)一(yī)種很強的氣動噪音。
而在排氣行程中(zhōng),高溫高壓的廢氣經排氣門進入排氣管,産生(shēng)壓力波,引起排氣管及消聲器支架振動,輻射出很強的噪音。
發動機排氣噪聲往往比發動機其它噪聲源的總噪音高10—15dB。
因此,排氣噪聲是汽車(chē)和發動機主要的噪聲源。
綜上所述,影響汽車(chē)發動機噪聲的因素多種多樣,單靠采用某一(yī)種降噪方法很難大(dà)幅度地把噪聲降低下(xià)來,所以必須采用梯度吸音棉。
要降低汽車(chē)噪聲,應從噪聲源、傳播途徑、安裝吸音棉等方面入手,明确噪聲的對象和目标,通過綜合考慮,采取各種技術手段,在一(yī)定程度上可有效地控制和降低燃燒噪聲、機械噪聲和空氣動力噪聲,達到降低汽車(chē)噪聲的目的。
GB1495-2002對汽車(chē)加速行駛車(chē)外(wài)噪聲的要求越來越高,限值降低了2-4dB,這對于爲每降低1dB噪聲而苦苦探索的汽車(chē)科研和生(shēng)産企業來說無疑是一(yī)個挑戰。
汽車(chē)噪聲的控制成爲吸音棉吸音棉産業的一(yī)個重要研究課題。