大功率柴油机噪声异常分析与优化措施范文

【摘要】目前世界上汽车越来越多，给人类带来方便的同时又相应地带来了大量噪声污染，目前各国已经开始对汽车噪声进行严格控制。对于汽车而言，内燃机是最大的噪音来源，尤其是一些需要大功率柴油机才能带动的工程车辆，所以功率大的同时，也带来了不小的噪音污染。目前很多国家已经找到了有效降低柴油机噪声污染的办法，比如说动力学仿真、边界元等数值开始运用到噪声的预测上面，以达到降低噪声设计的目的。本文通过对柴油机噪声异常的相关原因分析，提出相应的解决措施。

【关键词】大功率;柴油机;噪声异常

现在柴油机的发展已经向大功率和高效率进行，随之产生的噪声污染越来越严重，尤其是在车辆产业之中，因此加强对噪声来源的控制，是目前最有效的解决办法。虽然这几年对噪声污染的控制已经有相应的解决办法，比如政府颁布关于内燃机降噪的规定办法和相关专业人士研制出的方法等，但是在具体的应用过程中仍然需要对其进行不断改进和完善。因此，为了对发动机的噪声进行优化、为了降低噪声污染以给居民提供一个舒适的环境，那么如何降低发动机的噪声就是目前最为重要的话题。

一、噪声分类

要想降低噪声就必须对噪声的来源先进行了解，根据噪声来源的产生机理一般将发动机的噪声分为三类，分别是气体动力噪声、液体动力噪声和机械噪声。一般气体动力噪声包括进气噪声、排气噪声、风扇以及燃烧噪声;液体动力噪声包括供油系统和润滑系统所产生的噪声;剩下的就是机械噪声所包括的内容［1］。如果按照噪声的传播形式对其进行分类，那么就可以分为空气噪声、液体噪声和固体噪声。空气噪声就是通过空气进行传播的噪声;液体噪声就是通过液体进行传播的噪声;固体噪声就是通过物体振动而产生的噪声，对于发动机而言，液体噪声一般是不进行分析的。

二、噪声异常的原因分析

(一)活塞敲缸声音异常。1．噪声特点。第一，当发动机速度慢下来时这种声音会特别得清楚，在气缸无论是上面还是下面都可以清晰听到“当当当”的敲击声;第二，发动机在冷机情况下突然启动，声音会变得很明显，等到温度升高之后这种声音便会逐渐减弱或者消失;第三，如果发动机承受负荷比较严重，其转动速度突然产生变化，这个声音就会很明显，等到停止供油时，响声就会逐渐减弱或者消失;第四，在缸内加入一点点的机油，在发动初的一会时间内，响声基本没有了［2］。2．产生原因。产生这种声音异常的原因主要在于活塞和气缸之间的间隙过大，当发动机做功的一瞬间，活塞受到高压气体的压力时，就会在缸内开始摆动并敲击缸壁，以此发出响声。另外，如果连杆弯扭、活塞销和衬套配合过紧或活塞反椭圆也能导致这种声音的产生。

(二)活塞销声音异常。1．声音特点。第一，在发动机速度比较慢或者中档速度时，这种声音会比较明显，为上下双响;第二，当发动机的速度变化时，该异常声音也会随着改变，当速度突然降下来时，气缸上面就会发出很尖锐的声音;第三，当发动机的温度越来越高时，声音会随着温度的升高而产生相应的上升趋势;第四，当气缸断油时，响声就会慢慢减弱最后渐渐消失，但当气缸开始恢复工作的时候，又会发出几声明显的响声。2．产生原因。一般活塞销产生声音异常的原因主要是因为活塞销和衬套之间的缝隙过大，或者活塞销座孔配合间隙较大，当发动机开始工作时，就会发出异常的声音。

(三)连杆轴承声音异常。1．声音特点。第一，这种声音一般会比较缓和而简短，当发动机速度很慢的时候几乎是听不到的，当速度逐渐加大至中档时，声音就会变得异常清晰，当速度开至高档时，声音则会变得更加激烈，当对其进行突然加速的时候就会产生“当当当”的声音，而且很难辨别出是哪个位置发出的声音;第二，若是轴承突然变松，在发动机慢速的情况下声音也会很明显，当发动机机身开始抖动的时候，机油的压力也会相应产生下降的趋势;第三，当发动机的温度产生变化的时候，这个响声并不会随之产生变化;第四，当给气缸断油时，响声就会开始减弱，或者直接消失，当发动机开始运作的一刹那，会发出“当当当”的声音。2．产生原因。连杆轴承声音异常的原因主要是连杆轴和轴承之间的缝隙过大，导致连杆轴承的合金被烧毁或者掉落;还有一种原因就是固定连杆轴承的螺栓松了或者断了，因而产生了声音的异常。主轴承产生异常声音的原因和声音特点与此相似。

(四)正时齿轮声音异常。1．声音特点。第一，当发动机速度很慢时，借助相关工具会听得比较明显，比如用听诊器或者金属棒等。第二，这个声音产生的范围会从凸轮轴传播到发动机的后面［3］。2．产生原因。产生这种声音主要是因为两个齿轮之间啮合间隙比较大，当发动机运作时齿面和齿面质量相互碰撞而产生这种声音。如果是未经磨合新齿轮的话也会出现这种声音。

(五)气门脚声音异常1．声音特点。第一，这种声音一般都会比较清脆并且很明显，是连续进行并且同时伴有一定的节奏，如果在气门室的两侧去听的话会变得更加明显;第二，当发动机的转动度产生变化时，这个响声也会相应地产生变化;第三，当发动机的温度发生变化时，响声却不会产生相应的变化;第四，如果发动机速度变慢时，将挺杆提起来，声音就会变得很微弱或者直接消失。2．产生原因。一般这种声音产生的原因主要是因为气门脚的间隙比较大，或者是因为凸轮磨损较大产生变形，相应的挺杆就会在凸轮的摩擦上产生异样。关于气门挺杆的声音特点和产生原因和这个的比较类似。

三、噪声异常的优化

(一)活塞敲缸优化意见。一般情况，当发动机开始工作时，并且其水温很低的时候，有这种声音的产生并不奇怪，但是当温度已经很高了仍然还存在敲缸的声音就要对其进行查明并且积极处理。比如针对这种情况，就要对活塞进行更换，可以使用能自动控制热膨胀的有镶嵌钢片的活塞，减少当机体冷却时这两者之间的间隙，对于活塞销孔也应该稍微偏心进行布置，可以偏向主推力面0.7毫米。这样一来就将活塞拍击缸套的力度大大削弱了，因此也降低了噪声［4］。

(二)齿轮室盖噪声优化意见。如果是新机磨合时，并且响声也不大，这个时候可不必管太多，但是如果不是这种情况的话，声音又比较大就要进行相关的优化处理。比如可以将齿轮的精度和其清洁度进行提高，然后往齿轮室盖外层加隔音罩，可以从很大程度上将噪声屏蔽掉。

(三)气缸噪声优化意见。某大功率柴油发动机的缸盖气门设计成顶置式，所以为了进一步降低噪声，除了对气缸内部相关部件进行噪声控制之外，在其气缸盖上也应该加一些隔绝噪声的软垫或者隔音罩，将气缸内产生的噪声屏蔽掉。四、结语对于发动机而言，齿轮室、气缸盖等地方都是噪声产生的主要来源，因此要降低发动机噪声异常就必须从这几个位置入手。对于齿轮室而言，可以将齿轮系进行优化，将齿轮的精细度和清洁度进一步提高，或者对其加盖隔音罩都是可以起到一定的降低噪音效果的;对于气缸盖而言就是需要对其加盖隔音罩或者软垫，以达到降噪的效果;对于活塞敲缸来说最直接的办法就是对活塞进行更换，换一个性能更好的活塞片。以上种种都可以在一定程度上降低噪声，也能更好排查出噪声异常会产生的问题。

【参考文献】

［1］钱多德．某493柴油机的噪声优化［J］．合肥工业大学学报(自然科学版)，2007，30(1):165～167，170

［2］方猛．柴油机发动机异常声音的判断［J］．轨道交通装备与技术，2002，4:11～14

［3］石月奎，徐丽梅，王福君，等．供油系统对柴油机及车内噪声影响的研究［J］．农业装备与车辆工程，2015，53(11):36～40

［4］杨陈，郝志勇，陈馨蕊．柴油机机体辐射噪声预测及低噪声改进设计［J］．江苏大学学报(自然科学版)，2008，29(4):301～303

作者：曹新星 湛缤纷 单位：海南核电有限公司