发动机燃烧噪声与机械噪声对整机噪声贡献度的实验研究

以某CG125型摩托车发动机为研究对象,依据噪声叠加的原理,通过实验研究的方法对其燃烧噪声和机械噪声进行了分离。依据工程法测定摩托车发动机噪声平均声压级的方法,计算出了平均声压级及燃烧噪声和机械噪声对整机噪声声功率的贡献度。研究结果表明发动机转速不变时,随着发动机负荷的增加,燃烧噪声的贡献度逐渐增加;而当发动机负荷不变时,随着发动机转速的增加,机械噪声的贡献度迅速增加。频谱分析的结果表明,随着负荷的增加,燃烧噪声中1000Hz以下的低频成份有明显的增加。     

不同海拔下直喷式柴油机燃用生物柴油时的性能研究

在大气模拟试验台架上进行了不同大气压下直喷式柴油机燃用0~#柴油(B0)和纯生物柴油(B100)的动力性、经济性、烟度和噪声声压级测量对比试验.结果表明:随着海拔高度的增加,发动机动力性和经济性下降,噪声升高,但海拔对燃用B100发动机的影响小于B0;同一海拔下二者相比,燃用B100发动机实测油耗增加,动力性降低,全负荷时烟度减小.低负荷时二者有效热效率和噪声相差不大,但随着负荷的增加,特别是全负荷时,燃用B100发动机有效热效率明显提高,噪声小于B0.     

直喷柴油机高原运转性能及其噪声特性的试验研究

采用模拟大气压力装置研究了不同大气压力下直喷柴油机运转性能;采用表面声压级测量法,测试柴油机随不同转速、不同大气压力下以及改进壳类部件后的表面辐射噪声声功率级。试验结果表明,随着大气压力增加,柴油机功率以及扭矩均增加,表面辐射噪声随转速增加而增大,改进后的油底壳和摇臂室罩部件对降低噪声的效果提高。     

摩托车加速噪声自动测试系统的实现及通过噪声特性分析

摩托车加速噪声自动测试系统是先进的车辆通过噪声测试手段,实现了对加速噪声相关数据准确完善地测量、存储及分析。本文经过大量分析加速噪声测试过程试验数据,确定发动机转速是影响摩托车噪声的最重要因素。通过建立加速噪声声学模型,深入分析加速噪声测试时传声器测点声压级变化规律,明确了确定加速噪声最大声压级对应车辆工况的方法及意义。     

不同海拔下柴油机燃用生物柴油的噪声频谱特性研究

在高原环境下,使用大气模拟试验台测试了4100QB-2柴油机在不同大气压下燃用不同体积掺混比生物柴油/柴油混合燃料的噪声,并进行了频谱特性分析.试验结果表明,使用相同燃油时,噪声的声功率级随负荷和转速的增加而增加,随大气压力的增加而减小;相同工况下,随燃油中生物柴油的掺混比增加,噪声的声功率级减小;从频谱上看,在不同的大气压力和燃用不同燃油时,各测试点的频谱曲线变化规律一致;该发动机测试点8的噪声声压级较其它测试点大,最大值达到103.1dB(A).     

直喷式柴油机表面辐射噪声频谱分析研究

采用工程法和简易法,运用大气压模拟测试系统,以某四缸柴油机为研究对象,测试计算柴油机整机噪声在81,90,101 kPa海拔下随转速的变化,以及在标准工况下1/3倍频程声压级.分析测试结果表明:表面辐射噪声随转速增加而增大,且随海拔的不同也会增大,缸盖辐射噪声在1 200～1 500 Hz内较大,主要是燃烧噪声所致.     

多工况下内燃机示功图的试验测试与分析

进行多工况下内燃机示功图的试验测试研究与分析可以对内燃机工作性能进行全面考察。阐述了多工况下示功图测试的基本方法,并结合某柴油机,通过试验对不同负荷、转速条件下的示功图测量结果进行了详细的对比分析。研究结果表明,转速条件一定时,在膨胀做功阶段,高负荷时的缸内压力明显要高于低负荷时的缸内压力,而在其它阶段,不同柴油机负荷条件下缸内压力大小差异不明显。在同种大小负荷程度下,随着转速的增加,缸内最大爆发压力的变化不是很明显。但在同一转速下,缸内最大爆发压力随着柴油机负荷的升高明显增加。     

可变喷嘴涡轮增压共轨柴油机控制参数及性能不同海拔特性研究

针对高原环境下柴油机功率下降、经济性恶化等问题,采用大气压力模拟系统及发动机台架,以柴油机动力性为目标,在0 m、1 000 m、2 000 m和2 400 m海拔下对柴油机增压压力、喷油提前角、轨压和喷油量进行了协调控制标定。结果表明：在增压器转速、缸内压力、排气温度和烟度限值等限制条件下,通过控制目标增压压力、提前喷油正时、提高共轨压力及减小喷油量综合控制,能够较大程度恢复高原环境下柴油机动力输出。与0 m相比,1 000 m、2 000 m、2 400 m海拔下的最大转矩分别降低2.71%、6.67%、11.16%;最大功率分别降低0.57%、3.24%、10.09%;最低比油耗分别增加2.13%、4.62%、5.62%;最大功率对应比油耗分别增加0.51%、1.74%、2.29%。NO_x排放随海拔的变化与柴油机工况相关,当转速低于2 000 r/min时,NO_x排放随着海拔升高而降低,而转速高于2 000 r/min时,NO_x排放明显增大。随着海拔升高,柴油机烟度逐渐增大,尤其低速时更为明显。     

不同海拔条件下喷油参数对柴油机性能的影响

通过内燃机高原环境模拟试验台,研究了不同海拔条件下高压共轨柴油机在最大转矩转速点(1500 r/min)全负荷(2300 N·m)和部分负荷(500 N·m)工况下喷油提前角、共轨压力及循环喷油量(全负荷)对柴油机燃烧特性与性能的影响规律.结果表明:全负荷工况下,随着喷油提前角增加,柴油机滞燃期增加,最高燃烧压力和最大压力升高率增大,增大趋势随海拔增加而降低,柴油机转矩在0 km和3 km海拔先增加后减小,在5 km海拔时逐步增加.随着共轨压力增加,柴油机燃烧相位提前,最高燃烧压力、最大压力升高率和转矩均增加,排温降低;部分负荷工况下,有效燃油消耗率随共轨压力增加而降低.随循环喷油量增加,转矩、排温和缸内压力均逐渐增大,最大压力升高率在3 km海拔范围内逐渐增加、在5 km海拔时逐渐减小.海拔每升高1 km,柴油机在全负荷工况下,最佳循环喷油量平均降低5.81%,最佳喷油提前角和共轨压力在全负荷和部分负荷工况下平均分别增加了1.2°,CA、0.8°,CA和4 MPa、3 MPa.     

发动机燃用柴油和二甲醚时颗粒排放对比研究

采用电子低压撞击仪(ELPI)和HORIBA MDLT-1302部分流稀释采样颗粒排放质量测量系统,研究了2102QB发动机分别燃用柴油和二甲醚(DME)时颗粒排放(PM)的粒径分布及质量排放特性。试验结果表明:发动机燃用柴油时,PM主要是粒径为0.05~0.30μm的积聚态粒子,而燃用DME时则主要为粒径在0.05μm以下的核模态粒子;柴油机PM的颗粒数浓度比燃用DME时高1~2个数量级;随着转速的增加,发动机燃用两种燃料时的PM的颗粒数浓度均增加,DME发动机的质量浓度也增加,但柴油机的质量浓度降低;柴油机排气颗粒数浓度和质量浓度随负荷增加均升高,尤其在高负荷段急剧增加。DME发动机排气颗粒质量浓度随着T_(tq)·exp(n/1000)值的增加而先增加后降低,呈现明显的单峰曲线,且各转速下峰值位置基本相同。除全速低负荷工况外,发动机在部分负荷工况下,燃用DME时PM质量浓度为燃用柴油时的0.44%~16.6%,全负荷工况下为0.44%~0.98%。     

高压共轨柴油机高海拔全负荷标定

高原标定是高压共轨柴油机开发过程中的重要环节.利用高海拔(低气压)标定试验系统进行了高压共轨柴油机不同海拔下的全负荷标定试验,研究了最佳喷油参数随海拔的变化,并进行了高压共轨柴油机不同海拔下的功率试验.研究结果表明,最佳循环喷油量随海拔的增加而减小,海拔每升高1 000,m,循环喷油量下降2%～4%;中高转速下最佳喷油提前角和轨压随海拔的增加而增大.海拔每升高1 000,m,最大转矩降低2.8%,标定功率下降2.9%.不同海拔下柴油机速度系数保持不变.不同海拔中高转速燃油经济性基本保持不变,低转速下燃油经济性恶化,海拔每升高1 000,m,低转速下燃油消耗率增加3.9%.     

柴油机噪声试验研究

设计了发动机噪声试验,试验结果表明:随着发动机转速和负荷的增大,噪声增大,转速对发动机噪声的影响比负荷更加明显;随进气管真空度的增大,噪声降低;发动机整机噪声中,进气噪声的影响最大,其次是油底壳,皮带轮。针对发动机不同的部位,进行有针对性的降噪措施,可以降低整机的噪声,提升发动机性能。     

基于试验的压气机气动噪声特性分析

对船舶柴油机大流量、高压比涡轮增压器压气机的气动噪声特性进行分析,借助自循环试验台进行了多工况的气动噪声特性及噪声控制后特性变化研究,结果表明:压气机气动噪声主要由叶片通过频率(BPF)发生的叶片谐次噪声与"电锯"(buzz saw)噪声组成,低转速区域没有明显的叶顶间隙(TCN)噪声出现;压气机进口气动噪声声压级随着转速增大而逐渐增大,同转速下压比越大噪声声压级越高,且气动噪声在进口反射之后呈现不规则传播状态而非球面波推进.在此基础上,安装设计的进气消声器对气动噪声进行控制,通过与敞口测试对比分析消声器对气动噪声特性的影响,结果表明:安装消声器后压气机进口噪声得到了较好的控制,消声器可以在较宽频率范围内抑制BPF噪声,且可使压气机气动噪声辐射声压分布更加均匀.     

柴油机双顶置凸轮轴消隙齿轮动力学特性研究

基于多体动力学理论,研究了消隙齿轮对某双顶置凸轮轴柴油机正时驱动系统激励力的影响。利用AVL-EXCITE软件Timing Drive模块,建立了正时驱动系统及全阀系的动力学模型,通过对不同转速、不同卡簧扭转刚度、卡簧预载扭矩下的齿轮啮合动力学结果的比较分析,确定了最佳的卡簧参数,并通过发动机台架噪声试验对消隙齿轮降噪的效果进行了试验验证。研究结果表明:与采用普通齿轮副相比,双顶置凸轮轴柴油机采用消隙齿轮后,消除了背隙侧产生敲击噪声的激励力,怠速下,整机1m噪声声压级降低8dB(A)。     

二级可调增压柴油机变海拔热平衡试验

进行二级可调增压柴油机热平衡性能研究,有助于评价发动机在不同工况下的热量分配情况,合理控制发动机热负荷,解决高海拔发动机开锅问题,提高热效率。利用自主设计的柴油机高海拔热平衡试验系统,进行不同模拟海拔(0、3 500、5 500 m)二级可调增压柴油机全负荷热平衡试验,研究了海拔高度对二级可调增压柴油机热平衡性能的影响。结果表明:随海拔升高,发动机热负荷升高,具体表现为高速区域涡前排温增大、1 500 r/min全负荷工况下缸内最高燃烧温度峰值升高且对应曲轴转角减小;随海拔升高,有效功和排气带走热量占总热量百分比均呈下降趋势,发动机冷却液带走热量和余项损失占总热量百分比增加,相较于平原工况,海拔5 500 m时,有效功率和排气散热量占比减小1.8%、16.8%,冷却液带走热量和余项损失占比增加2.9%、15.7%;二级增压技术对柴油机高原性能恢复具有明显效果,5 500 m海拔环境条件下,柴油机中、高转速下的热效率恢复情况明显优于低速工况。     

军用车辆柴油机燃用航空煤油性能研究

对比分析航空煤油和车用柴油理化特性基础上,在某型电控高压共轨型军用柴油机上开展了分别燃用航空煤油和柴油的外特性和负荷特性台架试验研究。研究结果表明:与燃用柴油相比,高压共轨柴油机燃用航空煤油,动力性能未出现明显的下降,外特性下功率和转矩平均下降了0.89%;有效燃油消耗率在外特性下平均下降了0.62%,发动机有害物CO排放平均减少了6.8%,HC排放平均增加了40.5%,NOx排放平均减少了3.8%,PM排放最多下降40%,平均下降了15.6%。在负荷特性下(发动机转速分别为1 000、1 400、1 900r/min),有效燃油消耗率分别平均下降了1.56%、2.54%、2.24%。     

高压共轨柴油机高海拔增压匹配的试验研究

基于柴油机高海拔模拟试验系统,对高压共轨柴油机不同海拔动力性和经济性、压气机特性、压气机与柴油机联合运行线进行了研究.结果表明:随着海拔的升高,涡轮膨胀比及膨胀功均降低,压气机压比及效率逐渐下降,增压迟滞更加明显;废气放气阀开启时刻对应的柴油机转速升高,柴油机动力性及经济性下降.相同海拔下,压气机压比及效率在柴油机中低转速下随转速增加较快,在高转速时变化趋于平缓.此外,在海拔0～5 500 m,压气机与柴油机匹配良好,柴油机最大转矩工况点均位于压气机最高效率区.     

某移动式柴油发电机组噪声测试及分析

针对某款移动式柴油发电机组,采用九点测量法对该机组进行噪声测试以研究其噪声频率特性及隔声罩隔声性能。在柴油机转速分别为3000r/min和3600r/min时对不同负载工况下的各测点噪声声压级进行比较分析,结果显示,排气消声器端和控制面板端的声压级较大。在排气消声器端所在的表面,利用平均值法分别求取其有无隔声罩的声压值差值,通过差值结果可知:在排气端加装隔声罩之后,其噪声声压值降低约3dB (A)。进一步在转速为3000r/min的柴油机不同负载工况中加装隔声罩,并对加装前后的频谱进行比较分析,得出本款柴油发电机组噪声的主要频率组成,为进一步降噪提供数据支撑。     

非道路车用柴油机排放颗粒粒径分布特性研究

通过非道路车用柴油机台架试验,利用静电低压撞击器(ELPI)对其排气颗粒粒径分析后发现:非道路车用柴油机排气颗粒物主要集中在粒径为0.05～1μm的累积模式;高负荷、中高转速下颗粒浓度最大,低负荷低转速时粒径尺寸最小;一定转速下,较低负荷时颗粒浓度及粒径都比较小,随着负荷的增加粒径增大.对于非道路车用柴油机,控制微小颗粒生成是控制颗粒物排放的主要研究方向.     

不同大气压力和生物柴油/柴油掺混比对柴油机噪声的影响

使用大气模拟试验台进行了直喷式柴油机在高原环境不同大气压下燃用不同体积掺混比生物柴油/柴油混合燃料的噪声测量对比试验研究。结果表明：噪声声功率随着大气压力和生物柴油掺混比的增加而减小;怠速工况时,在101kPa和81kPa大气压下分别燃用掺混比为70%和80%的混合燃料噪声值最小;在630～2000Hz噪声主要贡献频带上,各个测试点燃用B100油时声压级较B0油小;在高原环境下使用生物柴油可有效地降低柴油机整机噪声。