内燃机燃烧噪声的研究与发展

本文概述了内燃机燃烧噪声的特性及其研究与发展，阐述了燃烧过程参数、结构参数、工况参数以及其它参数影响燃烧噪声的机理，论述了近年来降低燃烧噪声、内燃机燃烧噪声机理和内燃机瞬态工况燃烧噪声的研究状况。通过对燃烧噪声与内燃机工作过程中激发燃烧噪声特征因素关系的描述，为了解燃烧噪声特性和降低燃烧噪声提供全面的技术支撑。     

瞬态工况对内燃机燃烧噪声的影响研究

研究了内燃机瞬态工况对燃烧噪声影响机理,开展了内燃机瞬态工况测试技术和测试方法研究,通过对瞬态与稳态过程的缸内压力、缸内压力最大值、压力升高率、压力升高率最大值、压力高频振荡以及气缸压力级等参数在不同频率范围的差异的研究分析,从气体动力载荷和高频压力振荡两方面分析研究瞬态噪声与稳态噪声产生差异的机理.瞬态与稳态工况压力升高率变化趋势与两种工况下燃烧噪声变化趋势基本相似,但在一些工况上存在差异,这是由于受到了缸内压力高频振荡对燃烧噪声影响的结果.结果表明：瞬态与稳态工况燃烧噪声的差异是由压力动力载荷与压力高频振荡共同影响的结果.     

内燃机活塞拍击表面振动与燃烧噪声的关系

通过测量噪声和表面振动信号，用时间窗获取的噪声信号主要为活塞拍击噪声和燃烧噪声，并对表面振动信号进行频谱分析和时频分析，确定该噪声信号中活塞拍击噪声可能出现的频率范围和对整个噪声分析频率带能量的贡献，不加区别地把燃烧噪声和活塞拍击噪声看作是燃烧噪声进行燃烧噪声机理研究的方法是不可取的。     

柴油机燃烧噪声与机械噪声的识别及其对整机噪声贡献度的实验研究

发动机噪声源的识别是噪声控制领域的一项关键技术,传统的识别方法多是用来识别发动机的主要辐射噪声部件,但不能识别辐射噪声的类型。采用实验研究的方法成功地分离了柴油机的燃烧噪声与机械噪声并识别出了柴油机在不同的运行工况下燃烧噪声与机械噪声对整机噪声声功率的贡献度。研究结果表明,在高辐射噪声运行工况时,机械噪声是发动机噪声的主要成份,因此,针对柴油机的噪声控制首先要控制柴油机的机械噪声。     

内燃机燃烧过程的热声振荡现象研究

以经过改装的火花点火式发动机作为研究对象,首先进行不考虑燃烧室声场影响的内燃机燃烧三维模型燃烧模拟,并将模拟结果同燃烧过程高速摄影结果比较分析;然后进行燃烧室声激励下的压力场研究和考虑燃烧室声场影响的准维模型的燃烧模拟计算。不考虑燃烧室声学影响的燃烧模拟结果与实际的燃烧试验结果存在较大的差异;闭式燃烧室内考虑声学影响时,由于燃烧激励使得燃烧室的压力场存在着波动。结果表明,燃烧室的声学特性对燃烧过程中压力的变化存在显著的影响。     

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。     

内燃机燃烧过程模拟试验装置研究

介绍了研究发动机燃烧过程的模拟试验装置(定容燃烧弹和多功能燃烧弹)及单缸试验机,着重分析了它们的工作原理、结构及特点。为研究内燃机的燃烧过程从而改善其燃烧特性所需的试验装置的设计提供参考。     

柴油机加速工况时燃烧噪声的研究

通过实测的加速过程中的每循环示功图计算出每循环的气缸压力升高率以及气缸压力升高加速度的变化 ,从时域和频域两个方面对柴油机加速时的燃烧噪声进行了综合评价 ,并计算出了其加速过程中的总声压级。研究结果表明加速时的燃烧噪声比标定工况还大。     

柴油机机械噪声与燃烧噪声识别的试验研究

采用声压测量法对柴油机进行了整机噪声的测量，通过试验研究成功分离了发动机的燃烧噪声、机械噪声及进气噪声。得出了在不同运行工况下发动机的燃烧噪声、机械噪声和进气噪声的声功率，并识别它们对整机噪声声功率的贡献度。     

内燃机燃烧过程可视化实验研究浅析

介绍了研究发动机燃烧过程的模拟实验装置（定容燃烧弹和多功能燃烧弹）及单缸试验机,着重分析它们的工作原理、结构及特点。为研究内燃机的燃烧过程从而改善其燃烧特性所需的各式各样的实验装置的设计提供了有力的依据和信息参考。     

内燃机燃烧过程可视化实验研究浅析

介绍了研究发动机燃烧过程的模拟实验装置(定容燃烧弹和多功能燃烧弹)及单缸试验机,着重分析它们的工作原理、结构及特点。为研究内燃机的燃烧过程从而改善其燃烧特性所需的各式各样的实验装置的设计提供了有力的依据和信息参考。     

直喷式柴油机燃烧压力振荡特性及其对燃烧噪声影响的研究

本文报告了对直喷式柴油机燃烧压力振荡特性及压力振荡对燃烧噪声影响规律的研究，并从理论与试验上研究了燃烧压力振荡的多模态特性及多模态的叠加特性。研究结果表明，通过减小缸内压力振荡可降低直喷式柴油机的燃烧噪声。     

4缸汽油机燃烧和机械噪声的比较研究

通过对4缸汽油机在不同情况下各种噪声源所占比例的试验研究，说明了不同工况、转速等对各种噪声源的影响，指出了降低噪声的基本途径。     

研究内燃机燃烧过程的快速压缩膨胀装置

本文在扼要介绍国外几种典型的快速压缩(膨胀)装置之后,着重阐述作者研制的国内首台气压驱动式快速压缩膨胀装置的设计及各重要组成部件的结构特点。最后报告了在此装置上完成的参数调整试验、汽油机新型分层充气试验以及燃烧水煤浆与柴油的对比试验。这些试验表明该装置的设计是成功的。     

燃烧噪声一级影响模型的多元回归分析

研究了直喷式柴油机燃烧噪声与一级影响因素的关系。通过多元统计分析法,建立了动力载荷、压力高频振荡与燃烧噪声的一级影响模型,并对回归的方程进行了检验。通过求取燃烧噪声传递函数,对燃烧噪声一级影响模型进行的研究表明：该模型与燃烧压力最大值无关,与压力升高率最大值和高频压力振荡最大值及发动机结构因素有关;模型方程有一定的适用价值;压力升高率和压力高频振荡频率是影响燃烧噪声的重要因素。     

直喷式柴油机燃烧压力高频振荡与燃烧噪声的关系

应用声响应法和Sysnoise声学软件进行模态实验和模态分析,研究燃烧噪声高频激励机理．通过有限元方法计算燃烧室空腔在点声源激励下的声压响应,确定了燃烧室空腔在激励力作用下产生较强烈的压力振荡的频率．通过测量发动机缸内压力和噪声,研究燃烧压力高频振荡频率和幅值与时间窗获取的燃烧噪声的关系．燃烧压力高频振荡频率与燃烧噪声高频成分具有很好的对应关系,较高的振荡幅值对应的燃烧噪声值较高．研究结果表明,燃烧压力振荡频率和幅值是影响燃烧噪声高频成分的主要因素．     

直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声的试验研究与分析

研究直喷式柴油机瞬态工况对燃烧噪声影响机理。开展内燃机瞬态工况测试技术和测试方法研究,找出瞬态工况下燃烧噪声相对于同转速、同负荷的稳态工况燃烧噪声差异的规律,并从瞬念与稳态工况下燃烧过程的差异对试验结果进行分析。瞬态工况擘面温度、喷油爪力、针阀升程最大值和针阀外启持续时问均高于同负荷同转速的稳态工况,导致瞬态工况滞燃期、燃烧始点和喷油最与稳态工况相比产生差异。结果表明,瞬态工况下动力负荷和压力高频振荡相对于同负荷同转速的稳态工况发生改变是引起燃烧噪声产生差异的根本原因。     

基于独立分量分析和时频分析的柴油机燃烧噪声研究Ⅰ:燃烧噪声分析

燃烧噪声是柴油机最主要的噪声源之一,重点研究基于独立分量分析的燃烧噪声分离.首先针对柴油机噪声成分的复杂性,应用FastICA方法从噪声测试信号中分离了源信号分量,应用峭度检验了柴油机噪声信号的非Gauss性.根据时间信息识别了燃烧噪声和喷油噪声等独立分量.其次针对噪声信号的非平稳性,研究基于小波尺度谱噪声分量的时频特征分析.针对试验工况下的独立噪声分量,应用Morlet小波尺度谱在时频联合域内提取了各噪声分量的时频特征.     

预喷射对柴油机燃烧噪声的影响

讨论了燃烧噪声的产生机理,分析了直喷式柴油机采用不同的预喷射策略,气体最高燃烧压力、最大压力升高率及气体高频压力振荡对燃烧噪声的影响.结果发现,预喷射量和预喷射定时在不同的转速和负荷工况下对燃烧噪声有不同的影响,燃烧噪声的优化需要考虑预喷射参数的共同作用;预喷射是降低燃烧噪声的有效措施,尤其对于中低负荷的工况.