车用发动机噪声机理及其控制方法研究开题报告.doc

内蒙古工业大学本科生毕业论文开题报告学生姓名李日东学 号201130301034班 级热动11-3班指导教师胡兴仁职 称/学 位副教授/硕士题目名称车用发动机噪声机理及其控制方法研究题目类型应用研究类题目的意义、目的：随着汽车工业的迅速发展，人们对于汽车的舒适性和振动噪声控制的要求越来越严格。据外国有关资料表明，城市噪声大多数来源于交通噪声，而交通噪声主要是汽车噪声，汽车噪声主要是发动机噪声。它严重的污染城市环境，影响人们生活，工作和健康。所以噪声的控制，不仅关系到舒适性，而且关系到环境保护。本课题通过对车用发动机噪声机理及其控制方法进行研究，根据车用发动机噪声评价，通过吸声、隔声、消声、减震及隔震等措施，对噪声源及传播途径进行控制。设计（研究）主要内容及方案：主要内容：细化到每一项内容1、 题目主要内容 本文主要针对发动机噪声机理及其控制方法研究的对策。第一部分：绪论。本部分主要介绍：研究背景、研究意义。第二部分：发动机噪声的分类及评价方法主要包括：发动机燃烧噪声、发动机机械噪声、发动机空气动力噪声、发动机表面辐射噪声、评价方法。第三部分：发动机燃烧噪声及其控制主要包括：燃烧噪声的特性、燃烧噪声的控制。第四部分：发动机机械噪声及其控制主要包括：活塞敲击噪声及控制、配气机构噪声及控制、供油系噪声及控制。第五部分：发动机空气动力噪声及控制 主要内容：进气噪声及控制、排气噪声及控制、风扇噪声及控制。第六部分：发动机表面辐射噪声及控制第七部分：总结2、 预期达到的目标 燃烧噪声、机械噪声、空气动力噪声，这些是我国汽车噪声污染的重要原因。因此如何减少汽车噪声将成为解决噪声污染的首要问题，汽车噪声污染控制技术将成为控制城市环境污染和解决城市交通发展的关键。因此，本文对汽车噪声控制技术进行了研究和分析，从汽车发动机噪声机理及其来源入手，对汽车噪声的影响因素进行了深入细致的分析研究，根据影响因素程度的不通，重点对机内、机外、外环境控制技术进行了研究。首先将机内控制技术、机外控制技术、外环境控制技术从横向进行了综合，进而寻求对我国汽车噪声控制的综合技术方案。这一研究工作，是对我国汽车噪声控制技术的有意探索，为我国城市交通噪声污染治理提供了一种研究方法，这将对促进我国城市大气环境的综合治理，确保城市交通的协调发展具有一定的理论和现实意义。3、 拟采用哪些方法及手段关于研究方法，拟采用实际实践与理论相结合的手段。关于分析噪声采用的手法，准备采用诠释、引用、举例等方法，进行说明问题。4、 关于完成题目所需的实验或实习条件到图书馆查阅与汽车尾气排放有关的文献资料。通过实验室实地动手检测、分析噪声，从实际工作的应用角度出发，现场学习、了解噪声来源的影响因素，总结出控制噪声的方法以及采取的措施。在完善论文的过程中发现问题，并及时的与老师沟通解决问题。工作进度安排（具体到每一周）：第一周、 前期文件准备。在老师指导下，确定论文题目或题目方向，并就所做课题进行必要的前期文献检索。第二周、阅读相关文献，进行文献综述。第三周、查询并阅读相关外文文献，掌握尾气排放机理。第四周、在前期查阅文献检索、老师的指导下，完成开题报告。第五周、完成汽车噪声的相关调查。第六周、通过实验数据及相关文献资料，完成影响汽车噪声的因素分析，研究发达国家降低噪声的措施。第七周、通过对实验数据分析，找出柴油机噪声规律，完成降低汽车噪声的措施，完成初稿。第八周、与老师沟通，修改毕业论文。第九周、完善毕业论文初稿。第十周、对所做毕业论文工作进行总结、完善，完成毕业论文终稿。第十一周、按规定格式排版、装订、打印；论文审阅；做好毕业论文工作总结。第十二周、准备和进行毕业论文答辩。参考文献：【1】王建昕，徐双英. 汽车发动机原理【M】.北京：清华大学出版社.【2】陈家瑞.汽车构造【M】.北京：机械工业出版社.【3】于沛国.汽车噪声控制技术与改造措施硅谷【J】，2008.10【4】林启荣等.噪声控制压电智能系统研究的现状和展望【J】.力学季刊，2000，21（1）【5】张树强.汽车理论【M】.合肥:安徽科学技术出版社,2000.【6】陈焕江.汽车运用基础【M】.北京：机械工业出版社，2001.指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日 车用发动机噪声机理及其控制方法研究1、 车用发动机噪声来源及分类 按噪声辐射的方式分：发动机噪声源分为直接大气辐射和发动机表面向外辐射的两大类。直接向大气辐射的噪声源有进、排气噪声和风扇噪声。发动机表面噪声是发动机内部的燃烧过程和结构产生的噪声，是通过发动机外表面以及与发动机外表面刚性连接的零件的振动向大气辐射的。按发动机表面噪声产生的机理，又分为燃烧噪声和机械噪声。燃烧噪声：为研究方便，把气缸内燃烧所形成的压力振动并通过缸盖和活塞连杆曲轴机体的途径向外辐射的噪声。（是由于气缸周期性变化的压力作用而产生的，与发动机的燃烧方式和燃烧速度有关）机械噪声：把活塞对缸套的敲击，正时齿轮、配气机构、喷油系统等运动件之间机构撞击所产生的振动激发的噪声。（是发动机工作时各运动件之及运动件与固定件之间作用的周期性变化的力所引起的,它与激发力的大小和发动机结构动态特性等因素有关）2、 车用发动机噪声控制方法 燃烧噪声主要表现在两方面 由缸内压力急剧变化引起的动力负荷，由此产生结构振动和噪声，其频率相当于各传声零件的自振频率。 由气缸内气体的冲击波引起的高频振动和噪声，其频率为气缸内气体的自振频率。燃烧噪声控制1. 延迟喷油定时2. 改进燃烧室结构形状和参数3. 调节喷油系4. 提高废气再循环率和进气节流5. 采用增压技术6. 提高压缩比7. 改善燃油品质发动机的机械噪声一活塞敲击噪声及控制活塞对气缸壁的敲击,通常是发动机最大的机械噪声源。敲击的强度主要取决于气缸的最高爆发压力之间的间隙。因此该噪声既和燃烧有关，又和发动机活塞的具体结构有关。活塞敲击噪声产生原因：活塞对缸壁的敲击，根本原因在于它们之间存在间隙且往复运动的活塞所承受的侧向力发生方向突变。影响活塞敲击噪声的因素：很多，如活塞间隙、活塞销孔的偏移、活塞高度、活塞环数、缸套厚度、润滑条件、发动机转速和气缸直径等。降低活塞敲击噪声的措施：根据影响其因素，常采用以下几点措施：A减小活塞与缸壁的间隙 减小间隙可以减小甚至消除活塞横向运动的位移量，减轻或避免活塞对缸壁的冲击碰撞，达到降噪目的。B活塞销孔中心偏 如上图b所示，将活塞销孔的位置向左偏离活塞中心线。在压缩行程终了时，活塞靠在气缸的右侧壁，由于中心左偏量i的存在，在压力F的作用下，活塞绕活塞销旋转，使裙部下端先靠到左侧缸壁上，进而再以左下端点为支点，绕其旋转并逐渐全部靠向左侧。这样，活塞向左的横向运动方式由原来的整体冲击变为平滑的过渡，从而起到显著的降噪作用。C增加活塞表面的振动阻尼 在活塞裙部表面覆盖一层可塑性材料，增加振动阻尼，从而缓冲和吸收活塞敲击的能量，降低活塞高击噪声。二配气机构噪声及控制发动机配气机构也是重要的机械噪声源。由于配气机构的零件多、刚性差，易于激发振动和噪声。凸轮和挺杆间的摩擦振动、气门的不规则运动、摇臂撞击气杆尾部以及气门落座时的冲击等均会发出噪声。产生噪声的原因：A 发动机低转速时，气门机构的惯性力不高，可将其视为多刚体系统，噪声主要源于刚体间的摩擦和碰撞。B 发动机高转速时，气门机构的惯性国相当大，使整个机构产生振动。影响因素：主要是凸轮型线、气门杆间隙和配气机构的刚度。应采取的措施： 减小气门间隙 减小间隙可减小因间隙存在而产生的撞击，从而减小噪声 提高凸轮加工精度和减小表面粗糙度值 提高配气机构刚度 提高配气机构传动链的各元件的及其支承座的刚度，可使其固有频率增高，减小振动，缩小气门运动的畸变，达到降噪目的。 减轻驱动元件重量 在相同发动机转速下，减轻驱动元件重量就减小了其惯性力，降低了配气机构所激发的振动和噪声。 选用性能优良的凸轮型线 设计凸轮型线时，除保证气门最大升程、气门运动规律和最佳配气正时外，还要使挺杆在凸轮型线缓冲范围内的运动速度很小，从而减小气门在始升或落座时的速度，降低因撞击而产生的噪声。发动机的空气动力噪声发动机空气动力噪声包括：进气噪声、排气噪声和风扇噪声。一 进气噪声及其控制进气噪声：进气门周期性开闭引起进气管道内压力起伏变化而形成的空气动力性噪声。 对某些发动机而言，进气噪声有时比发动机本体噪声高出5dB左右，成为仅次于排气噪声的主要声源。 产生原因：A 当进气阀突然关闭时，必将引起进气管道中空气压力和速度的波动，这种波动由气门处以压缩波和稀疏波的形式沿着管道向远方传播，并在管道开口端和固定壁面端（关闭的气门）之间产生多次反射，在此期间进气管道中的气流柱由于振动会产生一定的波动噪声。B 当进气阀开启时，活塞由上止点下行吸气，其速度由零变到最大值25m/s左右，邻近活塞的气体分子必然以同样的速度运动，在进气管内会产生一个压力脉冲，从而形成强烈的脉冲噪声。另一方面，在进气进程中气流高速流过进气门流通截面，会形成强烈的涡流噪声，其主要频率成分在10002000Hz范围内。 进气噪声的大小与进气方式、进气门结构、缸径、凸轮型线等设计因素有关。对同一台发动机而言，进气噪声主要受转速影响，转速增加一倍，进气噪声增加1018dB。其原因在于：转速增加使进气管道中的气流速度增加，