汽油机燃烧噪声分离与预测研究

为控制发动机噪声,在发动机开发设计阶段对燃烧噪声进行预测,提出通过计算某发动机燃烧噪声传递函数,并将该传递函数用于发动机设计阶段燃烧噪声预测的方法。利用声级的叠加原理及发动机气缸压力分离方法,提取发动机的燃烧噪声以及引起燃烧噪声的燃烧压力,建立燃烧噪声传递函数求解模型,计算得到了该发动机的燃烧噪声传递函数。结合传递函数与同平台新机型的模拟缸压信号,获得新机型的燃烧噪声,并通过实验进行验证。实验证明本文提出的方法可以用于同平台新机型开发过程中燃烧噪声的预测与评估,对汽油机燃烧噪声控制及提高声品质具有非常重要的意义。     

汽油机燃烧噪声的多元回归分析

为了更合理地评估发动机燃烧噪声,将燃烧噪声按传递路径不同分为直接燃烧噪声和间接燃烧噪声。基于两种燃烧噪声的传递函数不随发动机工况变化而变化,在每个频率下建立缸压、缸压引起的转矩力与燃烧噪声之间多元回归模型并求解回归系数,得到相应频率下的直接燃烧噪声和间接燃烧的传递系数。对25 Hz~20 000 Hz频率范围内两种燃烧噪声传递函数进行了计算和分析,结果表明:在各个中心频率下的多元回归模型拟合度较高,说明应用此方法获取的直接和间接燃烧噪声传递系数比较准确;直接燃烧噪声和间接燃烧噪声的传递函数在2 000 Hz左右频率段均存在峰值;该汽油机在25 Hz~1 250 Hz频率范围内,间接燃烧噪声高于直接燃烧噪声,在1 250 Hz~20 000 Hz频率范围内,直接燃烧噪声高于间接燃烧噪声。     

维纳滤波器在燃烧噪声分离中的应用

目前分离内燃机燃烧噪声常用的方法主要有传递函数法、多元线性回归法,这两种方法均将内燃机的总噪声分为燃烧噪声和机械噪声两部分,并且假设实验获得的倒拖噪声为机械噪声,以此达到分离燃烧噪声的目的。然而上述两种方法所得到的燃烧噪声中还包含活塞敲击所形成的间接燃烧噪声。本研究测取了某汽油机转速为4 500 r/min和2 000 r/min转速下多个负荷工况的总噪声、缸压和振动数据,并利用-15～85℃A ATDC的时间窗对测量信号进行了截取,基于倒拖法将机械噪声分离。利用缸压信号和燃烧噪声信号构建了维纳滤波器对燃烧噪声进行了滤波,实现了直接燃烧噪声和间接燃烧噪声的分离。计算结果表明该汽油机活塞敲击产生的间接燃烧噪声主要集中于500～8 000 Hz的频率段。     

基于盘-销系统的摩擦尖叫条件下的动态时滞摩擦特性分析

为研究摩擦副间摩擦特性,建立盘-销模型台架试验系统,采用三向力传感器在发生和不发生摩擦尖叫条件下测量摩擦接触作用力,并利用小波分解方法将摩擦接触力分解为准静态分量和动态分量;在此基础上提出摩擦因数传递函数的概念,进行传统摩擦因数和新摩擦因数传递函数的计算与分析.对比分析发现:在系统发生摩擦振动或者噪声的条件下,采用摩擦因数传递函数评价摩擦特性更加合理.研究结论有助于深化摩擦因数特性的认识以及摩擦振动和噪声发生机理的研究.     

提取内燃机燃烧压力高频成分进行压力高频振荡研究

研究内燃机缸内压力高频振荡的机理以及压力高频振荡对燃烧噪声的影响。利用小波分析技术确定缸内压力高频振荡出现的范围,从而确定了燃烧室空腔声模态模型的对应曲轴转角范围。用声响应法和有限元法分别测量和计算不同曲轴转角下燃烧室空腔声模态,并对测量值和计算值对应曲轴转角进行了温度修正,模态试验结果与有限元计算结果较吻合。并对测量的缸内燃烧压力信号和噪声信号进行了分析。研究结果表明：缸内燃烧压力高频振荡是燃烧室的多阶共振频率受到激励引起共振的结果,燃烧压力高频振荡是影响燃烧噪声的重要因素。     

某2.8L柴油机台架噪声试验研究

通过采用声压测量法对柴油机进行整机台架噪声试验,试验结果表明:随着发动机转速和负荷的提高,发动机的噪声增大,转速对噪声的影响比负荷对噪声的影响更加明显;并且对发动机燃烧噪声、机械噪声的产生机理及其对整机噪声的贡献度进行了分析。     

汽油机燃烧压力与燃烧噪声分析

为了深入研究汽油机的燃烧噪声产生的机理,达到在发动机设计阶段实现对燃烧噪声预测目的,提出根据汽油机的气缸压力与压缩压力计算燃烧压力与燃烧噪声的方法。采用FFT方法对缸内压力、压缩压力、燃烧压力以及气体共振激励力进行了频谱特性分析,确定了各频带范围内燃烧噪声的贡献量。理论分析结果表明:在小于1 000 Hz的频率下,压缩压力引起的噪声占主要地位,在1 000~10 000 Hz的频率段,燃烧噪声占主导,而在大于15 000 Hz的频率范围内,气体共振激励力引起的噪声较大。在中频段汽油机的转速对燃烧噪声的影响较大。     

燃烧分析仪噪声计算及某款柴油机降噪研究

通过台架试验的方法,使用AVL622燃烧分析仪测量并计算发动机燃烧噪声,对一台2L柴油机进行了噪声测试及研究。在此基础之上,通过对柴油机燃烧噪声产生机理及测量原理的研究,对降低燃烧噪声的方法,提出了相应的解决途径,并进行了分析。试验结果表明:通过推迟喷油提前角,降低气缸压力最大压升率;增加Pilot喷射;采用EGR技术等方法对降低燃烧噪声起到了决定性的作用。     

基于MATV方法的某发动机噪声仿真计算

针对发动机辐射噪声问题展开研究,应用有限元法对某发动机进行模态计算,然后基于模态声传递向量(Model acoustic transfer vector,MATV)技术与边界元法,计算得到发动机的辐射噪声响应,并计算得到其噪声传递函数。基于此,对发动机机体辐射噪声进行传递路径分析。本文将有限元方法中的噪声响应计算应用到了发动机的噪声预估中,对发动机的振动噪声控制具有一定的学术价值以及工程意义。     

某消声器声辐射仿真分析与形貌优化

先通过模态分析与传递函数研究了某款消声器的动态性能,其次采用结构有限元与声学边界元耦合分析计算了消声器辐射噪声并与排气噪声进行比较,说明了辐射噪声对消声器声学性能的明显影响。在降低原消声器厚度情况下对消声器进行形貌优化,得到消声器辐射噪声更小的优化结果。