6发动机及动力总成的噪声
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气门开启的噪声主要是由施加于气门机构上的撞击力造成的，气门关闭时 的噪声则是由于气门落座时的冲击产生的，气门的噪声级和气门运动的速度成 正比。 影响配气机构噪声的因素有润滑的好坏、气门的间隙、发动机的转速、凸 轮的型线等。其中主要因素是凸轮型线、气门间隙和配气机构的刚度。 减小配气机构噪声的措施： (1)减小气门间隙； (2)提高凸轮加工精度和减小表面粗糙度； (3)选用性能优良的凸轮型线；
排气消声器是消除排气噪声最有效的手段。
3.风扇噪声 风扇噪声主要由叶片的旋转噪声和涡流噪声。 改进叶片形状，使其具有较好的流线型和合适的弯曲角度，保证表面有很 低的粗糙度，减少噪声；采用复合材料进行阻尼处理可降低风扇噪声。
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6.5发动机噪声的降低方法
1.发动机噪声控制 发动机噪声控制可以从两个环节出发：声源控制，噪声传动途径控制 (1)声源控制 首先应当知道噪声源的大小及其频率特性，声源产生噪声的原因，辨识出 影响噪声级的主要因素，有针对性地采取措施。
提高压缩比可以提高压缩终了的温度和压力，缩短着火延迟期，降低燃烧 噪声。 11
6.2燃烧噪声
2.降低燃烧噪声的基本途径
(8)改善燃油品质
十六烷值高的燃料着火延迟较短，燃烧过程柔和，燃烧噪声降低。
(9)电子控制
根据转速、负荷、进气温度、燃油温度等精确控制喷油定时，降低燃烧噪 声。
12
6.3发动机机械噪声
8
6.2燃烧噪声
1.影响燃烧噪声的主要因素 (1)结构形式及设计
发动机燃烧室的结构形式及整个燃烧系统的设计。
(2)压缩温度和压力 提高压缩比可升高滞燃期内的燃气温度，提高压缩终了得温度和压 力，能缩短滞燃期，可降低直喷式柴油机燃烧噪声。 (3)喷油参数 供油系统各参数，对燃烧过程都有影响。
(4)转速
13
6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
(1)影响活塞敲击声的因素
①活塞与气缸壁的间隙
活塞与缸壁之间的间隙减小后，敲击强度降低，缸套及机体的振动随之降 低，活塞敲击噪声降低。
②活塞销孔的偏移
活塞销孔的偏移有活塞销孔对活塞轴线的偏移和气缸轴线对曲轴中心线的 偏移两种。
在其他条件不变的情况下，转速提高，喷油时间缩短，滞燃期内喷 入的燃油量增加，燃烧噪声增强。
9
6.2燃烧噪声
2.降低燃烧噪声的基本途径
从产生的原因和传播途径两个方面来降低发动机的燃烧噪声。 (1)隔热活塞 采用隔热活塞可提高缸壁温度，缩短滞燃期，降低直喷式柴油机的燃烧噪 声。 (2)延迟喷油定时 一般而言，喷油时间早则燃烧噪声大，而喷油时间适当延迟，可减小燃烧 噪声。 但喷油过迟，然烧进入气缸时的空气温度和压力反而变低，从而使着火延 迟期延长，燃烧噪声增大。 (3)改进燃烧室结构形状 在其他条件相同的情况下，直喷式燃烧室中的球形和斜置圆桶形燃烧室的 燃烧噪声最低，分隔式燃烧室的燃烧噪声一般也较低，ω形直喷式燃烧室和浅 盆形直喷式燃烧室的燃烧噪声最大。 10
16
6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
2.配气机构噪声 减小配气机构噪声的措施：
(4)减轻配气机构刚度；
(5)减轻驱动元件质量；
(6)采用凸轮轴橡胶减振器。 3.供油系统噪声
供油系统噪声的主要频率是在几千赫兹以上的高频区域，其噪声主要是由 于喷油泵和高压油管及喷油器振动所引起的，可分为流体噪声和机械噪声。
LA 40lg n 50lg B 136.7
B
为缸径。
4
6.1概述
2.发动机噪声经验公式 汽油机由于其功率、缸径较小，转速高，往复运动质量小，热力 工作过程柔和平稳，爆发压力低，因此汽油机的噪声比同样功率的柴 油机低10dB左右。 但汽油机在最高转速时的声功率级与柴油机几乎相等。
SI—汽油机；IDI—非直喷柴油机；DI—直喷式柴油机
(2)噪声传播途径的控制
用隔声罩将声源隔离起来，在气道管路中采用消声器，基础间加装隔振器， 在金属部件间加入隔振材料或吸声材料等。
2.发动机部件的隔振措施 发动机体的振动不可避免地传递到固定在它上面的各种盖板上而激发盖板 的振动，对盖板的振动除了采用阻尼措施外，采用隔振也可获得较好的减振效 果。
21
6.2燃烧噪声
2.降低燃烧噪声的基本途径
(4)调节喷油泵
喷油率对燃烧噪声的影响很大。试验表明，喷油率提高一倍，燃烧噪声就 会增加6dB，可用减少喷油泵供油率的方法来减少燃烧噪声，但也要注意高速 性能的恶化和增加怠速噪声的问题。 (5)废气再循环和进气节流
提高废气再循环率可减少燃烧率，使发动机获得平稳的运转，而进气节流 可使气缸内的压力降低和着火时间延迟，两者结合能有效降低燃烧噪声。 (6)采用增压技术 柴油机增压后可使进入气缸的空气充量密度增加，使压缩终了时气缸内的 温度和压力增高，降低燃烧噪声。 (7)提高压缩比
19
源自文库
6.4空气动力噪声
发动机的空气动力噪声主要包括进气噪声、排气噪声和风扇噪声。 1.进气噪声
发动机进气噪声主要有两种：管内的脉动噪声，涡流噪声。
控制进气噪声的方法，常用的是将空气滤清器和抗性消声器设计成一体， 空气滤清器的过滤材料采用具有吸声特性的滤清材料，既可以吸收涡流高频噪 声又可以降低脉动噪声。 2.排气噪声 排气噪声可以分为两类：管内的具有基频的脉动噪声，涡流噪声。
④优化缸套刚度
通过优化缸套刚度，减少摩擦，可降低噪声。
⑤增加阻尼
在活塞裙部表面覆盖一层可塑性材料，可增加阻尼，降低噪声。
15
6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
2.配气机构噪声 发动机低速下的噪声主要表现为气门开闭时以及挺柱在凸轮鼻部附近产生 的配气机构声。
流体噪声包括液压压力脉动激发的噪声、油路空穴噪声和喷油系统管道的 共振噪声。机械噪声包括喷油泵凸轮和滚轮体之间的周期性冲击和摩擦引起 的噪声。
17
6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
4.齿轮传动噪声 发动机中很多部件采用齿轮传动，齿轮传动带来噪声。
影响齿轮噪声的因素包括齿形参数、齿轮的精度和光洁度、齿轮结构和形 状，以及轴系刚度和润滑油等其他因素。 齿轮噪声的控制： (1)采用高内阻的齿轮材料或采用隔振措施； (2)选用合理的齿轮参数和结构； (3)提高齿轮加工精度； (4)对齿轮进行修缘；
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6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
5.正时链与正时皮带传动噪声 6.辅机皮带传动噪声 7.轴承噪声 滑动轴承的噪声比滚动轴承的噪声小。 滚动轴承产生噪声的重要因素是由于轴和轴承偏心引起的不平衡惯性力， 几何形状误差导致的作用力波动，表面质量差引起的摩擦力及外加负荷的波动。
提高轴承的几何精度，以减少滚动体与滚道间的摩擦和冲击，是解决轴承 噪声的关键。另外提高套圈刚度，调整好装配间隙并给予适当的预紧力，使用 时应保证良好的润滑，对轴承进行屏蔽和阻尼处理，加装隔振衬套等均可降低 轴承噪声。
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
1.活塞敲击噪声
当活塞在上下止点附近时，连杆位置发生变化，活塞所受侧向力的方向由 一侧变向另一侧，侧向力方向的周期变化，导致活塞从一侧移向另一侧的横向 运动，造成对缸壁推力面的敲击，当冲击量足够大时，产生的发动机噪声称为 活塞敲击噪声。 活塞对气缸壁的敲击，是发动机本身最大的机械噪声，活塞对缸壁的敲击 主要是由于活塞和缸套之间的间隙。
汽车振动与噪声控制
主讲：胡爱军
1
第6章 发动机及动力总成的噪声
6.1概述 6.2燃烧噪声 6.3发动机机械噪声 6.4空气动力噪声
6.6发动机噪声的降低方法
2
6.1概述
发动机热力过程的周期性及部分机件的往复运动构成汽车最主要 的振动噪声源。燃烧噪声、机械噪声、空气动力噪声等。 1.发动机噪声测量 发动机整机噪声测量一般是在试验室内进行，测量时将排气用长 管引出室外，以避免其他振动的传入和排气噪声的干扰。
③活塞裙部的长度
14
6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
(2)活塞敲击声的控制措施
①减小活塞与气缸壁的间隙 ②活塞环的数量
活塞环与缸壁间的摩擦会引起缸壁振动，增加噪声。 ③活塞销孔向主推力面偏移 当活塞销孔向主推力方向偏移时，由于活塞在上止点附近由一面接触转变 到另一面接触的时间和气缸压力剧增的时间错开，可降低噪声。
5
6.1概述
3.发动机噪声源
发动机1米远处测得的各 噪声源对总噪声水平的 贡献。
1—排气噪声；2—进气噪声；3—风扇噪声；4—燃烧噪声； 5—活塞敲击噪声；6—运动件及皮带噪声；7—阀系统噪声
6
6.1概述
3.发动机噪声源
汽车发动机各主要噪声源噪声的频率范围
7
6.2燃烧噪声
气缸内压力在一个工作循环内呈周期变化，它激起气缸内部件的低 频振动，其频率与发动机转速有关，通过发动机机体向外辐射噪声，这 种混合气燃烧产生的缸内气体压力直接激振发动机结构，引起结构振动， 并通过外部和内部传播途径传到发动机表面，由发动机表面辐射形成的 空气声即燃烧噪声。 燃烧噪声和机械噪声很难严格区分。将由于气缸内燃烧，将活塞对 缸套的压力通过缸盖-活塞-连杆-曲轴-机体向外辐射的噪声叫做燃烧噪 声。 将活塞对缸套的撞击，正时齿轮、配气机构、喷油系统、正时皮带 等运动件之间机械撞击产生的振动激发的噪声叫做机械噪声。 直喷式柴油机燃烧噪声高于机械噪声，非直喷式柴油机机械噪声高 于燃烧噪声，低速运转时燃烧噪声都高于机械噪声。汽油机燃烧柔和， 零件受力小，燃烧噪声和机械噪声都比柴油机低。
3
6.1概述
2.发动机噪声经验公式 发动机噪声级与发动机的类型、转速、功率、缸径等参数有关。 距离发动机1米处的四冲程柴油机的声压级可近似为：
LA 10lg nh 5.5lg(1.36Neh ) 30lg(nh / n) 55
nh 为标定转速，n
为工作转速，N eh 为标定功率。
距离发动机1米处的涡轮增压四冲程柴油机的声压级可近似为：
排气消声器是消除排气噪声最有效的手段。
3.风扇噪声 风扇噪声主要由叶片的旋转噪声和涡流噪声。 改进叶片形状，使其具有较好的流线型和合适的弯曲角度，保证表面有很 低的粗糙度，减少噪声；采用复合材料进行阻尼处理可降低风扇噪声。
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6.5发动机噪声的降低方法
1.发动机噪声控制 发动机噪声控制可以从两个环节出发：声源控制，噪声传动途径控制 (1)声源控制 首先应当知道噪声源的大小及其频率特性，声源产生噪声的原因，辨识出 影响噪声级的主要因素，有针对性地采取措施。
提高压缩比可以提高压缩终了的温度和压力，缩短着火延迟期，降低燃烧 噪声。 11
6.2燃烧噪声
2.降低燃烧噪声的基本途径
(8)改善燃油品质
十六烷值高的燃料着火延迟较短，燃烧过程柔和，燃烧噪声降低。
(9)电子控制
根据转速、负荷、进气温度、燃油温度等精确控制喷油定时，降低燃烧噪 声。
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6.3发动机机械噪声
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6.2燃烧噪声
1.影响燃烧噪声的主要因素 (1)结构形式及设计
发动机燃烧室的结构形式及整个燃烧系统的设计。
(2)压缩温度和压力 提高压缩比可升高滞燃期内的燃气温度，提高压缩终了得温度和压 力，能缩短滞燃期，可降低直喷式柴油机燃烧噪声。 (3)喷油参数 供油系统各参数，对燃烧过程都有影响。
(4)转速
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6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
(1)影响活塞敲击声的因素
①活塞与气缸壁的间隙
活塞与缸壁之间的间隙减小后，敲击强度降低，缸套及机体的振动随之降 低，活塞敲击噪声降低。
②活塞销孔的偏移
活塞销孔的偏移有活塞销孔对活塞轴线的偏移和气缸轴线对曲轴中心线的 偏移两种。
在其他条件不变的情况下，转速提高，喷油时间缩短，滞燃期内喷 入的燃油量增加，燃烧噪声增强。
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6.2燃烧噪声
2.降低燃烧噪声的基本途径
从产生的原因和传播途径两个方面来降低发动机的燃烧噪声。 (1)隔热活塞 采用隔热活塞可提高缸壁温度，缩短滞燃期，降低直喷式柴油机的燃烧噪 声。 (2)延迟喷油定时 一般而言，喷油时间早则燃烧噪声大，而喷油时间适当延迟，可减小燃烧 噪声。 但喷油过迟，然烧进入气缸时的空气温度和压力反而变低，从而使着火延 迟期延长，燃烧噪声增大。 (3)改进燃烧室结构形状 在其他条件相同的情况下，直喷式燃烧室中的球形和斜置圆桶形燃烧室的 燃烧噪声最低，分隔式燃烧室的燃烧噪声一般也较低，ω形直喷式燃烧室和浅 盆形直喷式燃烧室的燃烧噪声最大。 10
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6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
2.配气机构噪声 减小配气机构噪声的措施：
(4)减轻配气机构刚度；
(5)减轻驱动元件质量；
(6)采用凸轮轴橡胶减振器。 3.供油系统噪声
供油系统噪声的主要频率是在几千赫兹以上的高频区域，其噪声主要是由 于喷油泵和高压油管及喷油器振动所引起的，可分为流体噪声和机械噪声。
LA 40lg n 50lg B 136.7
B
为缸径。
4
6.1概述
2.发动机噪声经验公式 汽油机由于其功率、缸径较小，转速高，往复运动质量小，热力 工作过程柔和平稳，爆发压力低，因此汽油机的噪声比同样功率的柴 油机低10dB左右。 但汽油机在最高转速时的声功率级与柴油机几乎相等。
SI—汽油机；IDI—非直喷柴油机；DI—直喷式柴油机
(2)噪声传播途径的控制
用隔声罩将声源隔离起来，在气道管路中采用消声器，基础间加装隔振器， 在金属部件间加入隔振材料或吸声材料等。
2.发动机部件的隔振措施 发动机体的振动不可避免地传递到固定在它上面的各种盖板上而激发盖板 的振动，对盖板的振动除了采用阻尼措施外，采用隔振也可获得较好的减振效 果。
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6.2燃烧噪声
2.降低燃烧噪声的基本途径
(4)调节喷油泵
喷油率对燃烧噪声的影响很大。试验表明，喷油率提高一倍，燃烧噪声就 会增加6dB，可用减少喷油泵供油率的方法来减少燃烧噪声，但也要注意高速 性能的恶化和增加怠速噪声的问题。 (5)废气再循环和进气节流
提高废气再循环率可减少燃烧率，使发动机获得平稳的运转，而进气节流 可使气缸内的压力降低和着火时间延迟，两者结合能有效降低燃烧噪声。 (6)采用增压技术 柴油机增压后可使进入气缸的空气充量密度增加，使压缩终了时气缸内的 温度和压力增高，降低燃烧噪声。 (7)提高压缩比
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源自文库
6.4空气动力噪声
发动机的空气动力噪声主要包括进气噪声、排气噪声和风扇噪声。 1.进气噪声
发动机进气噪声主要有两种：管内的脉动噪声，涡流噪声。
控制进气噪声的方法，常用的是将空气滤清器和抗性消声器设计成一体， 空气滤清器的过滤材料采用具有吸声特性的滤清材料，既可以吸收涡流高频噪 声又可以降低脉动噪声。 2.排气噪声 排气噪声可以分为两类：管内的具有基频的脉动噪声，涡流噪声。
④优化缸套刚度
通过优化缸套刚度，减少摩擦，可降低噪声。
⑤增加阻尼
在活塞裙部表面覆盖一层可塑性材料，可增加阻尼，降低噪声。
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6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
2.配气机构噪声 发动机低速下的噪声主要表现为气门开闭时以及挺柱在凸轮鼻部附近产生 的配气机构声。
流体噪声包括液压压力脉动激发的噪声、油路空穴噪声和喷油系统管道的 共振噪声。机械噪声包括喷油泵凸轮和滚轮体之间的周期性冲击和摩擦引起 的噪声。
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6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
4.齿轮传动噪声 发动机中很多部件采用齿轮传动，齿轮传动带来噪声。
影响齿轮噪声的因素包括齿形参数、齿轮的精度和光洁度、齿轮结构和形 状，以及轴系刚度和润滑油等其他因素。 齿轮噪声的控制： (1)采用高内阻的齿轮材料或采用隔振措施； (2)选用合理的齿轮参数和结构； (3)提高齿轮加工精度； (4)对齿轮进行修缘；
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6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
5.正时链与正时皮带传动噪声 6.辅机皮带传动噪声 7.轴承噪声 滑动轴承的噪声比滚动轴承的噪声小。 滚动轴承产生噪声的重要因素是由于轴和轴承偏心引起的不平衡惯性力， 几何形状误差导致的作用力波动，表面质量差引起的摩擦力及外加负荷的波动。
提高轴承的几何精度，以减少滚动体与滚道间的摩擦和冲击，是解决轴承 噪声的关键。另外提高套圈刚度，调整好装配间隙并给予适当的预紧力，使用 时应保证良好的润滑，对轴承进行屏蔽和阻尼处理，加装隔振衬套等均可降低 轴承噪声。
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
1.活塞敲击噪声
当活塞在上下止点附近时，连杆位置发生变化，活塞所受侧向力的方向由 一侧变向另一侧，侧向力方向的周期变化，导致活塞从一侧移向另一侧的横向 运动，造成对缸壁推力面的敲击，当冲击量足够大时，产生的发动机噪声称为 活塞敲击噪声。 活塞对气缸壁的敲击，是发动机本身最大的机械噪声，活塞对缸壁的敲击 主要是由于活塞和缸套之间的间隙。
汽车振动与噪声控制
主讲：胡爱军
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第6章 发动机及动力总成的噪声
6.1概述 6.2燃烧噪声 6.3发动机机械噪声 6.4空气动力噪声
6.6发动机噪声的降低方法
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6.1概述
发动机热力过程的周期性及部分机件的往复运动构成汽车最主要 的振动噪声源。燃烧噪声、机械噪声、空气动力噪声等。 1.发动机噪声测量 发动机整机噪声测量一般是在试验室内进行，测量时将排气用长 管引出室外，以避免其他振动的传入和排气噪声的干扰。
③活塞裙部的长度
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6.3发动机机械噪声
发动机的机械噪声指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和 振动而激发的噪声。
(2)活塞敲击声的控制措施
①减小活塞与气缸壁的间隙 ②活塞环的数量
活塞环与缸壁间的摩擦会引起缸壁振动，增加噪声。 ③活塞销孔向主推力面偏移 当活塞销孔向主推力方向偏移时，由于活塞在上止点附近由一面接触转变 到另一面接触的时间和气缸压力剧增的时间错开，可降低噪声。
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6.1概述
3.发动机噪声源
发动机1米远处测得的各 噪声源对总噪声水平的 贡献。
1—排气噪声；2—进气噪声；3—风扇噪声；4—燃烧噪声； 5—活塞敲击噪声；6—运动件及皮带噪声；7—阀系统噪声
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6.1概述
3.发动机噪声源
汽车发动机各主要噪声源噪声的频率范围
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6.2燃烧噪声
气缸内压力在一个工作循环内呈周期变化，它激起气缸内部件的低 频振动，其频率与发动机转速有关，通过发动机机体向外辐射噪声，这 种混合气燃烧产生的缸内气体压力直接激振发动机结构，引起结构振动， 并通过外部和内部传播途径传到发动机表面，由发动机表面辐射形成的 空气声即燃烧噪声。 燃烧噪声和机械噪声很难严格区分。将由于气缸内燃烧，将活塞对 缸套的压力通过缸盖-活塞-连杆-曲轴-机体向外辐射的噪声叫做燃烧噪 声。 将活塞对缸套的撞击，正时齿轮、配气机构、喷油系统、正时皮带 等运动件之间机械撞击产生的振动激发的噪声叫做机械噪声。 直喷式柴油机燃烧噪声高于机械噪声，非直喷式柴油机机械噪声高 于燃烧噪声，低速运转时燃烧噪声都高于机械噪声。汽油机燃烧柔和， 零件受力小，燃烧噪声和机械噪声都比柴油机低。
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6.1概述
2.发动机噪声经验公式 发动机噪声级与发动机的类型、转速、功率、缸径等参数有关。 距离发动机1米处的四冲程柴油机的声压级可近似为：
LA 10lg nh 5.5lg(1.36Neh ) 30lg(nh / n) 55
nh 为标定转速，n
为工作转速，N eh 为标定功率。
距离发动机1米处的涡轮增压四冲程柴油机的声压级可近似为：