工程机械噪声与控制理论问题初探（三）

缘行天下

　　工程机械产品的减振降哚水平与整车的热平衡性、动力性、经济性、可靠性及强度、刚度、质量、制造成本密切相关。
　　3.1发动机的振动与噪声
　　降低发动机噪声是工程机械产品噪声控制的重点。发动机是产生振动和噪声的根源。发动机的噪声是由燃料燃烧，配气机构、正时齿轮及活塞的敲击噪声等合成的。
8 D( _. n6 A0 f3 U  A5 h　　(1)发动机本体噪声
- _; |: }5 L+ ^0 W3 E　　降低发动机本体噪声就要改造振源和声源，包括用有限元法等方法分析设计发动机，选用柔和的燃烧工作过程，提高机体的结构刚度，采用严密的配合间隙，降低汽缸盖噪声。例如在油底壳上增设加强筋和横隔板，以提高油底壳的刚度，减少振动噪声。另外，给发动机涂阻尼材料也是一个有效的办法。阻尼材料能把动能转变成热能。进行阻尼处理的原理就是将一种阻尼材料与零件结合成一体来消耗振动能量。它有以下几种结构：自由阻尼层结构、间隔自由阻尼层结构、约束阻尼层结构和间隔约束阻尼层结构。它的采用明显地减少了共振的幅度，加快了自由振动的衰减，降低各个零件的传振能力，增加了零件在临界频率以上的隔振能力。目前，已有一些国家的专家设计了一种发动机主动隔振系统，用于减少发动机振动，以达到降低噪声的目的。
　　(2)进气噪声
　　进气噪声是发动机的主要噪声源之一，系发动机的空气动力噪声，随发动机转速的提高而增强。非增压式发动机的进气噪声主要成分包括周期性压力脉动噪声、涡流噪声、汽缸的共振噪声等。增压式柴油机的进气噪声主要来自增压器的压气机。对此，最有效的方法是采用进气消声器。类型有阻性消声器(吸声型)、抗性消声器(膨胀型、共振型、干涉型和多孔分散型)和复合型消声器。将其与空气滤清器结合起来(即在空滤器上增设共振腔和吸声材料，)就成为最有效的进气消声器。
. A  ]9 g/ J8 R& A0 Q; [. z　　(3)排气系噪声
; `4 D& U+ g8 f' G  l: [5 u6 H　　排气系噪声主要由排气压力的脉动噪声，气流通过气门座时所发出的涡流噪声，由于边界层气流的扰动而产生的噪声以及排气口处的喷流噪声所组成。优化设计性能良好的消声器，是降低车辆排气系噪声的重要手段之一。优化设计的方法有声学有限元法和声学边界元法，但目前还处于起步阶段。避免消声器的传递特性与振动特性耦合是消声器设计中要重点解决的一个问题。但是，降低排气噪声与提高动力性是相矛盾的，因为降低排气噪声与降低排气背压对排气管直径的设计有着相矛盾的要求，前者要求有较小的直径，而后者却相反。目前，汽车上采用并联流路的双功能消声器，在减小背压和降低气流噪声方面颇为有效。
7 N1 p% e! x* L5 ~. }- O　　另外，对于发动机排气歧管到消声器入口的一段管路，采用柔性管的减振、降噪效果也很明显。
　　(4)冷却风扇噪声
& o. t2 s* x+ p　　冷却风扇是噪声的发生装置，受到护风圈、水泵、散热器及传动装置的影响，但其噪声的产生主要取决于风扇本身结构噪声以及与护风圈的共振。
: A( M# y9 ?! w8 C% r　　3.2传动系噪声
　　传动系噪声来源于变速齿轮啮合引起的振动和传动轴旋转振动。一般采取的措施是：一是选用低噪变速器，二是发动机与变速箱及后桥主减速器等部件与底盘用橡胶减振垫进行柔性连接，从而达到隔振的目的，三是控制传动轴的平衡度，降低扭转振动。
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