采用改进的集总平均经验模态分解法的内燃机气门拍击激励与燃烧激励分离的研究

源， 准确识别引起 内燃机薄壁件辐射噪声的振动源
在 内燃机振动噪声控制中有着重要 的作用 。然而 内 燃机气缸盖罩 的振动 （ 噪声 ） 信号是极 为复杂 的非 稳态时变信号 ， 中主要 由气 门打开和关闭时拍击 其 等引起的机械激励与内燃机燃烧爆发引起的燃烧激 励为相关成 分， 且都 出现在 活塞行程上止 点附近。
［ ｂｔａｔ Ａ ｍｏｉｅ ｎｅ ｂｅｅ ｐｒ ａ ｍ ｄ ｅｏ ｐｓｉｎ（ Ｅ ＭＤ）ｍｅ ｏ ｓｐｏｏｅ ｉ ｔ Ａ ｓ ｃ］ ｄｆｄｅｓｍ ｌ ｍ ｉｃｌ ｏｅｄｃｍ ｏｉｏ Ｍ－Ｅ ｒ ｉ ｉ ｔ ｔ ｄｉ ｒｐｓｄｗｔ ｉ ｈ ｈ ｓ
ｂ ｓ ｒ ｃｐ ｅ ｅ ｐ ｕ ｄ ｄ Ｓｍｕ ａｉｎ ｔ ｓ ｅ ｎ ｔ ｔ ｈ ｔ ｈ Ｅ ａ ｉ ｐ ｎ ｉ ｌ ｘ ｏ ｎ ｅ ． ｉ ｌｔ ｅ ｔ ｄ ｍｏ ｓ ａ ｅ ｔ ａ ｅ Ｍ— ＥＭＤ ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｃ ｎ ｎ ｔｏ ｌ ａ ｋ ｅ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｃ ｉ ｏ ｓ ｒ ｔ ｅ ｈ ｉ ｕ ａ ｏ ｎ ｙ ｔｃ ｌ ｈ ｄ
（ Ｅ Ｄ 的噪声残余 和模态分裂等 问题 。作为实 例 ， 一个 ４ ４冲程 内燃机气 缸盖罩 的振动信号 进行 Ｍ Ｅ Ｍ ＥＭ ） 对 缸 —Ｅ Ｄ 分解 ， 并对分解得到的 Ｉ Ｆ Ｍ 分量进行时频分析 。结果表明 Ｍ Ｅ Ｍ —Ｅ Ｄ能够 成功 地将 内燃机气 门拍击引起 的机械激励
ｓ ｌ ｔ ｇ ｐ ｏ ｌ ｍ ｆ ｈ Ｅ ｐ ｉ ｉ ｒｂ ｅ ｏ ｅ Ｅ ＭＤ ｍｅｈ ｄ ｔｎ ｔ ｔ ｏ ．Ａｓ ａ ｘ ｍｐ ｅ，ａ Ｅ ＭＤ ｄ ｃ ｍｐ ｓ ｉｎ ｉ ｃ ｎ ｕ ｔｄ ｏ ｈ ｉ ｒ ｔ ｎ ｎｅ ａ ｌ ｎ Ｍ－ Ｅ ｅ ｏ ｏ ｉ ｏ ｓ ｏ ｄ ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｖｂ ａｉ ｔ ｏ ｓｇ ａｓｏ ｙｉ ｄ ｒｈ ａ ｏ ｅ ｏ ｒ ｃ ｌ ｄ ｒｆｕ －ｔｏ ｅｅ ｇｎ ，ｆｌ ｗｅ ｙ ａ ｔ — ｅ ｕ ｎ ｙ ａ ａ ｙ ｉ ｎ ｔ ｅ ｉ — ｉｎ ｌ ｆｃ ｌ ｅ ｅ ｔｃ ｖ ｒｉ ａ ｆｕ ｙｉ ｅ ｏ ｒ ｓ ｋ ｎ ｉ ｅ ｏｌ ｄ ｂ ｉ ｆ ｑ ｅ ｃ ｎ ｌｓｓｏ ｎ ｎ ｎ ｎ ｒ ｏ ｍｅ ｒ ｈ
ｔｎｉ ｍ ｄ ｎｔ ｎ Ｉ ｓ ｏ ｐ ｎ ｎ ｏ ｔ ｎ ｄｂ ｅｏ ｏｉｏ ．Ｔ ｅ ｅｕｔ ｉｄｃｔ ｔａ ｔｅｍ ｃ ａｉａ ｅ ｃ ｒ ｓ ｏｅｆ ｃ ｏ ｓ（ＭＦ ）ｃｍ ｏｅ ｔ ｂａ ｅ ｙｄ ｃｍｐ ｓｉ ｉ ｃ ｕ ｉ ｉ ｔ ｎ ｈ ｓｌ ｉａ ｔｈ ｅｈ ｎｃｌ ｘｉ ｒ ｓｎ ｅｈ —
ｒｔ ｎｂ ａｖ —ｌｐ ａ ｄｃ ｍｂ ｓｉｎ ｅ ｃｔｔ ｎ ｉ ｎ ｅ ｇｎ ａ ｅ ｓ ｃ ｅｓｕｌ ｓｐ ｒｔｄ ｂ — ＥＭＤ． ａｉ ｙ ｖ ｌｅ ｓａ ｎ ｏ ｕ ｔ ｘ ｉ ｉ ａ ｎ ｉｅｃ ｎ ｂ ｕ ｃ ｓｆｌ ｅ ａａｅ ｙＭ Ｅ ｏ ｏ ａｏ ｎ ｙ
Ｚ ｅ ｇ Ｘｕ，Ｈａ ｈ ｙ ｎ ｈｎ ｏ Ｚ ｉｏ ｇ，Ｊｎ Ｙａ ｇ ＆ Ｌｕ Ｚ ａ ｇ ｎ ｉ ｎ ｈ ｏａ ｇ
Ｄｅａｔ ｅｔｆＥ ｅｇ ｎ ｉห้องสมุดไป่ตู้ ｉ Ｚ ｅａｇ Ｕ ｉ ｒｔ， ｎ ｚｏ ３０ ２ ｐ ｒ ｎ ｎｒｙＥ ｇｎｅ ｎ ｍ ｏ ｒ ｇ， ｈｊ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｈａｇｈｕ １０ ７ ｉ ｅｉ
汽 ２１ （ ３ ） １ ０ １年 第 ３卷 第 １期
车
工
程
２ １ （ ｏ．３ Ｎ ． １ ０ １ Ｖ １３ ） ｏ １
Ａ ｔｍ ｔ ｅＥ ｇ ｅｒ ｇ ｕｏ ｏｖ ｎｉ ｅｉ ｉ ｎ ｎ
２ １ １０ ０ １９
采 用 改 进 的集 总平 均 经 验 模 态 分解 法 的 内燃 机 气 门拍 击 激 励 与燃 烧 激 励 分 离 的研 究 水
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：Ｉ ｅ ｇ ｎ ；ｖ ｌ ｅ ｓ ｐ；ｃ ｍ ｂ ｓ ｉｎ；ｅ ｃｔ ｔ ｎ ｅ ａ ａ ｉ ｎ；Ｍ － ｙ ｒ ｓ Ｃ ｎ ｉ ｅ ａ ｖ －ｌ ａ ｏ ｕｔ ｏ ｘ ｉ ｉ ｓｓ ｐ ｒ ｔ ａ ｏ ｏ ＥＥＭ Ｄ
种相互叠加的成分很好地分离 ， 这对 内燃机振 动噪
日 百 Ｊ ｌ
郑 旭 ， 志勇 ， 郝 金 阳 ， 兆刚 卢
（ 浙江大学能源工程 学系， 州 ３ ０２ ） 杭 １０７
［ 摘要 ］ 提 出了一种改进的集总平均经验模态分解 （ Ｅ Ｍ 方法 ， 阐述 了其基本原理 。通过仿真试验 ， Ｍ—Ｅ Ｄ） 并 证 实了 Ｍ．Ｅ Ｅ ＭＤ不仅能够很好地解决经验模 态分解 （ ＭＤ） Ｅ 中模态 混叠 问题 ， 而且能 够抑制 集 总平 均经 验模态 分解
ｍ ｘｎ ｒｂｅ ｏ ｔｅｅ ｐｒ ａ ｍｏ ｅｄｃｍ ｏｉｏ Ｅ Ｄ）ｍ ｔｏ ， ｕ ｌ ｅｔ ｉ ｅｎｉ ｅｉｕ ｎ ｏ ｅ ｉｉｇｐｏｌ ｆ ｈ ｍ ｉｃｌ ｄ ｅｏ ｐ ｓｉ ｍ ｉ ｔ ｎ（ Ｍ ｅｈｄ ｂ ｔ ｓ ｒｓ ａ ｔ ｏ ｅｒｓ ｅａ ｄｍ ｄ ａｏ ｒｎｈ ｓ ｄ
声源诊断的准确性产生了极大的影响。 Ｈｌｅ —ｕｎ 理论是基 于经 验模 态分解 （ｍ ｉ ｒＨ ａｇ ｂｔ ｅ．
ｐ ｉ ｏｅｄｃｍｐｓｉ ，Ｅ ｉｃ ｍ ｄ ｅｏ ｏｉｏ ｒａ ｌ ｔｎ ＭＤ） 时频 分 析 方 法 ， 的
内燃 机气 缸盖 罩等薄 壁件 是 内燃机 的主要 噪 声
成 分与燃烧激励成分分离 。
关键词 ： 内燃机 ； 气门拍击 ； 燃烧 ； 激励分离 ； 改进的集总平均经验模态分解 Ａ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ Ｓ ｐ ｒｔ ｎ ｏ ｌｅ ｓａ ｘ ｉ ｔ ｎ ａ ｄ Ｓｕ ｙ ｏ ｈ ｅ ａａｉ ｆＶａｖ —ｌｐ Ｅ ｃｔ ｉ ｎ ｏ ａｏ Ｃ ｍｂ ｓｉｎ Ｅ ｃｔｔ ｎ ｉ Ｃ Ｅ ｇｎ ｉｇ Ｍ — ＥＭＤ Ｍｅｈ ｄ ｏ ｕ ｔ ｘ ｉ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｉｅ Ｕｓ Ｅ ｏ ａｏ ｎ ｔｏ