内燃机噪声振动与控制

徐传燕实验及参考书目2教材：《内燃机噪声振动与控制》（机械工业出版社，吴炎庭编）参考书：《噪声与振动控制技术基础》（科学出版社，盛美萍等主编）《振动力学》（西安交通大学出版社，倪振华主编）《模态分析理论与实践》（北京理工大学出版社，(比利时)海伦编，白化同等译）其他参考资料：期刊《振动工程学报》、《振动与冲击》等及网络资源中国振动联盟等实验：内燃机振动噪声实验或模态分析测试考核方法考核方法：采用考勤、平时考核和期末测验结合的方法进行。期末考试采用闭卷方式，期末考试成绩与平时成绩在总成绩中的比重为7:3。内燃机噪声与控制1噪声的产生和传播特性1.1噪声对人体的影响及噪声控制的一般原则1.2声音的产生声音是由物体的振动所造成的，经由弹性介质(ElasticMedium)以声波(SoundWave)的方式将能量传送出去。类型波阵面声线声源类型相关方程平面声波垂直于传播方向的平面相互平行的直线平面声源球面声波以任何值为半径的球面由点声源发出的半径线点声源柱面声波同轴圆柱面线声源发出的半径线线声源1.噪声和噪声的评价1.噪声噪声人们不需要的声音。环境噪声在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的、干扰周围生活、环境的声音。噪声污染所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准，并干扰他人正常生活、工作和学习的现象。内燃机的噪声有？2.声的特性参数(1)频率和周期频率()：每秒钟振动的次数，以Hz为单位噪声控制范围：63-16000Hz周期()：完成一次振动所需要的时间(2)波长和声速波长()：声波在一个周期内传播的距离声速()：声波在媒质中传播的速度15°时空气中声速：340m/s波长()、声速()和频率()的关系：(3)声波的物理度量1)声压及其瞬时值、平均值和有效值2)声强与声强级3)声功率与声功率级声压与声压级a.瞬时声压：某一瞬间的声压。b.平均声压

对于纯音，平均值为0

静态压强

c.有效声压：在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求均方根值即得有效声压

用电子仪表测量得到的通常是有效声压,人们习惯上讲的声压实际上也是有效声压.日常生活中声音的声压数据(Pa)声音种类声压声音种类声压正常人耳能听到最弱声2×10-5织布车间2普通说话声（1m远处）2×10-2柴油发动机、球磨机20公共汽车内0.2喷气飞机起飞200人耳感觉听阈到痛阈的范围是:2×10-5~20Pac.声压级:该声音的声压与参考声压的比值取以10为底的对数再乘20，单位：dB用声压级表示人耳听阈与痛阈范围是:0~120dB人耳对频率为1kHz声音的可听闻为0dB；微风轻轻吹动树叶的声音约14dB；在房间中高声谈话声(相距1m处)约68dB～74dB；交响乐队演奏声(相距5m处)约64dB；飞机强力发动机的声音(相距5m处)约140dB；一声音比另一声音声压大一倍时大6dB；人耳对声音强弱的分辨能力约为0.5dB。2)声强和声强级

a.声强：在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的声能量，称为声音的强度，简称为声强，单位是b.声强级：该声音的声强与参考声强的比值取以10为底的对数再乘10,单位,分贝(dB)声压需级和贸声强谊级的婆关系霜：3)声功阿率和声叼功率烂级a.声功茧率:声源鸣在单糟位时脊间内列辐射格的总昂能量统，单验位：斧瓦。意义重：声功租率是令衡量芹声源波声能夕量输知出大膏小的底基本夹物理量；奇声功叙率可乡丰用于票鉴定盾各种必声源窄。b.声功浴率与拌声强辱的关遥系球面剧辐射袭时：波阵炼面面喉积c.声功抚率级声功坊率级确单位宰：分竿贝。(4蓝)声源脏的辐超射特兼性声源蜡的指阅向性屡：声源鲁发出孔的声纳波，谣在各背个方坛向上禽的声侵压分榆布并镰不一跑定相谋同，雕这种随方众向分宽布的莲不均呢匀性，称地为声躲源的碎指向锈性。指向肝性因涉子：在话离声黎源中晶心不饶同距来离处合，测留量球倦面上饭各点暗的声知强，播求得嚷所有化方向辆上的担平均仍声强跃，将烤某一笨方向廊上得壮声强赌与其便相比胀就是河该方让向的算指向泥性因种数：几种考典型年声源艰的辐颤射特矮性声源类型辐射特性声压空间分布辐射效率点声源无指向性均匀高线声源有一定的指向性声偶极子有很强的方向性不均匀低平面声源复杂的指向性分布（一捷）响因度、承等响榆曲线钞和响罩度级声频

声压

次声…20Hz

～

20kHz…超声

（可听阈）2×10-5Pa～20Pa

（痛阈）可听范围

人耳区对强堂度相盈同而弱频率邮不同救的声蚕音有副不同阳的响跪度感弱觉，决即对鉴于相耕同声律压级梳但频没率不谱同的发声音闭，人废耳听给起来掏是不虾一样悄响的鸭。描述切声音缸大小孟的主而观感润觉量响度讽级定义：以寺频率10剂00删Hz纯音凤的声曲压级40行dB为基松准音慢，调谈节10踩00义Hz纯音此的声浴压级刚，使旋大量告受试还者判遣断，启若某枯声源港的噪维声听杏起来慢与该法纯音久一样爽响亮锐，则揉该噪拴声的牌响度康级就贴等于屡该纯条音的神声压烧级值原。单位航：“出方”吵（ph砌on）。响度描述谊声音陪大小稼的主旨观感计觉量暮，“别宋”(s赚on造e)定义：10递00Ｈz纯音支声压燥级为40成dB时的牲响度赔为１so新ne。利用弟与基战准音资相比营较的钢方法焦，可寒以得蚀到整寨个可结听频最率范抹围纯砖音的叼响度狠级。响度级听阈曲线

痛阈曲线

等响曲线

等响戏曲线掠是相请等响暗度声财音对挤应点桨的连狗线，架相当懂于声列压级宾、频伏率不质同，霜但响着度级叔相同春的声侨音。各曲调线上予的数斥字表弟示声站音的纪响度殖级，柳即和包这个曾声音放同样柔响的10妇00罪Hz纯音争的声饿压级组。零方仆响度维级曲问线(虚线)是听乳阈曲叛线，纽奉虚线巩上的草点表凡明入劝耳刚毫能听晴到声司音的透频率网和声细压级呢，低湾于虚棒线的线点所膨表示愈的一州定频裤率和激声压灵级的蒜声音峡都听废不到中。12火0赞ph抖on曲线呆是痛眉阈曲劈燕线。任一叹曲线球低频点区声侄压级怕高，核高频叫区声旱压级震低，境说明谈人耳洽对低仰频声孙不敏垮感，爪对高的频声员敏感吉。声压馅级高缓于10鄙0d扔B，等吊响曲腔线渐裙平缓训，说辫明人美耳分炉辨高对、低捷频声品音的偶能力蒸变差袋，此散时声宅音的故响度捞级与责频率搅关系帅已不渔大，撕主要状决定漠于声错压级。(2盯)计权嫩声级考虑森到人荡们主观汉上对育响度荐感觉等不同，根运据等搅响曲朱线对饱频率押给以绕适当岂增减却的修剪正方著法称臂为频率培计权常用倦的有A、B、C三种芒计权缝网络蓄。A计权曲线请模拟椅人耳栗，近留似于宫响度后级为40恩ph同on等响洽曲线筝的倒女置，夕使低敞频段羞有较酒大的才衰减杜。B计权曲线答近似污于70晒ph至on等响炎曲线闭的倒烟置，磨使低击频段首有一胁定的即衰减牺。C计权曲线游近似托于10饭0p绿ho泄n等响滤曲线师的倒膏置，垦可听巾声范昂围平挠直。经A计权秋曲线纯测量梅出的忙分贝奴读数测称A计权砌声级无，dB陈(A肥)。同振样经B或C测得隔的分遗贝读挂数分尚别为B计权康声级鱼和C计权禾声级,dB（B）、dB（C）。如果喜不加居频率绢计权朗，仪昌器对喊不同君频率挠响应刺是均稠匀的柱，即线性掏响应，测窝量的补结果阔就是辈声压费级，另直接千以分雨贝或dB表示霞，记租作Li切n称为L计权管声级摘。D计权破测得筒的分散贝数腐称D计权梁声级谋，dB割(D厘)。D声级次主要船用于家航空踩噪声卷评价榨。A声级能较加好地西反映财稳态料宽频流带噪决声，国坡际公圈认用A声级息作为瘦保护旅听力秩和健他康、萌以及粉环境轨噪声冻的评恰价量垮。（3）噪宅声评玻价数窄（NR）曲霸线评价详室内排噪声沫。考虑膜了高顿频噪芳声比词低频矿噪声带对人旦的影而响更父大，络可弥哗补A声级丑反映液频率毕特性皂的不万足。以1k侧Hz倍频宅带声婚压级窑值作番为噪乞声评辨价数NR，其清噪声羊级范凡围是0～13猫0d农B，频阀率范拔围是31弦.5～80蔬00粱Hz内9个倍涌频程群。每凝条曲扫线上问的NR值为荷曲线牌通过鸟中心誓频率10纳00据Hz的声持压级添数值叙。NR数的脾确定昆方法已知纹噪声姓的频猛谱,由噪陵声评侦价数只曲线黑查得寇各频超带相策应的NR，其铜中最茄大者伯即为喉该噪矩声评呆价数NR。已知肃倍频脉带声丸压级吸，相晕应的NR为式中——各中级心频悲率下NR数对指应的瞒声压拼级,d炊B；——各中牌心频映率对杨应的得系数说。方法1方法2方法3NR数与A声级酒较好预相关择，二灰者间氧的近效似关健系为式中浩，——鉴A声级,屈dB（A）。不同狸中心辫频率堂的系态数和倍频带中心频率/Hz

6335.50.79012522.00.87025012.00.9305004.80.974100001.0002000-3.5

1.0154000-6.11.0258000-8.01.030(4哀)等效绕连续A级声定义任：某时级段内伤的非圆稳态当噪声捷的A声级烦，用承能量糠平均稿的方晨法，环以一菠个连闸续不竿变的A声级吓来表寺示该借时段密内噪返声的衡声级劫。计算术公式1：A声级车测量拖值匆连死续式中——等效厨连续A声级亿，dB（A）；——噪声桃暴露遭时间蠢，h或mi似n；——时间t内的A声级拔，dB（A）。(5胶)噪声筒对听嘉力的同损伤噪声吸污染业危害缴典型持案例——蝴19窝81年，督在美盾国举详行现现代派抄露天浴音乐会上贵，有30丝式0名听精众突甚然失羞去知顷觉，民昏迷不扰醒，10海0辆救领护车悠抢救浸。——货19渗59年，揉美国村有10名“光自愿繁”作林噪声明试验，岭当实届验用倘飞机夸从10名自壮愿者腹头上10冰——召12米高睁处飞抵过后敏，有6人当大场死亡，4人数矩小时扁后死伍亡——19粱60年，熄日本越广岛俭一男碑子被椅附近许工厂叶发出的脂噪声妥折磨赢烦恼鲁万分模，最杀后把驼工厂兼主杀死潜。——19仔61年，冶一名翁日本生青年掀从新用泻来雅到东般京找工膀作，括由于场铁路忙附近淡，日骑夜噪记声折磨，阴患失限眼症垒，自捞杀如果席人们长期效在强惜噪声过环境杂下工买作，听遮觉疲类劳不塞能得获到及宪时恢催复，沙且内伸耳器笛官会亚发生如器质缎性病禽变，袋即形阻成永久导性听激阈偏颗移，又富称噪香声性询耳聋静。长期伤在高雷噪声熊环境暂下工翁作的夜人与记低噪俘声环搜境下黑的情尾况相都比，冈会产盯生头痛盯、脑岗胀、冲耳鸣办、失苏眠、扯全身处疲乏纵无力以及肉记忆街力减援退等神经让衰弱浆症状。高劣血压基、动廉脉硬粗化和餐冠心仿病的放发病工率要冶高2阅～3纱倍。危害噪声蕉也可导致悟消化晨系统柔功能持紊乱，引高起消化猾不良乓、食爱欲不剑振、侍恶心右呕吐柄，使肠胃束病和河溃疡榴病发病鬼率升旧高。此外越，噪鼻声对栋视觉很器官丈、内模分泌壤机能训及胎诱儿的货正常免发育德等方迁面也棍会产饭生一攀定影泥响。心在高岭噪声些中工蛇作和垂生活努的人赵们，一般只健康壤水平郑逐年躬下降弓，对单疾病夹的抵洪抗力吊减弱计，诱规发一毕些疾栋病，但近也和冻个人弹的体像质因折素有追关，失不可膜一概迹而论颤。建筑卷噪声建筑副施工头噪音交通杯噪声交通盯噪声噪音口对人药类不陶同程磁度的很影响无法射忍受般：15浇0d购B~晴13忙0d奇B感到摧疼痛拘：13粉0d惹B~助11油0d练B环境渡声量勒等级很吵心：11仅0d凑B~思70旱dB较静距：70考dB音~5证0d搬B安静宗：50授dB刺~3勤0d于B极静货：30岩dB米~1绪0d幼B无声乱：0d击B分贝将的标锣准20单~4尼0d锁B相当工于轻但声说锹话。40摘~6哀0d丧B相当成于室俭内谈睁话。60嫁~7笼0dB有损修神经鼠。70紫~9吵0dB很吵,长期芹在这痰种环签境下捐学习尺和生货活，丝式会使干人的介神经斧细胞寻逐渐律受到级破坏刘。90易~1母00叶dB会使神听力厨受损但。10察0~萌12路0d抽B使人脸难以保忍受膛，几拖分钟宰就可坚暂时守致聋合。42噪声哨的控托制依求据：声源范振动傍产生米声音空气杠等介摇质的漏传播耳膜酸的振苦动振动倾与噪时声的芳控制施方法1、消槐振（加声）2、隔偷振（雾声）3、结盏构改朴进内燃浩机的柳噪声嫩控制声源1）降间低激豪振源叮的激炭振2）降宋低结柳构的沟传递晶函数3）降鸽低辐邻射表似面的景辐射咽效率隔声隔声厕罩吸声消声趴器45消声遥门46消声革室47汽车泛性能筹测试48用途恢：(工业)控制腐室、芽设备岔间、席精密徐仪器快检测偿、测套试(民用)医学银检查工、科贡学研雕究、汗音乐旧练习奇、听返力测第试某电针子厂脆隔声防测试气房惠而程浦公要司在扣线噪镰声测桑试房隔声疫房吸声芽体吸声汽罩1.产品坏噪声并标准2.噪声潮排放葬标准3.环境缩慧质量德标准环境调噪声炼标准二1.产品轰噪声链标准a.汽车芳定置卡噪声b.地铁斩车辆委噪声苏标准a.汽车雁定置费噪声汽车别定置躬：汽羽车不疑行驶碎，发户动机扰处于挨空载庭运转能状态许。反映薄了车顺辆的月排气狂噪声疑和发比动机塘噪声眼情况姑。《汽车兆定置秧噪声投限值》对城盗市道舱路允冲许行李驶的如在用芳汽车臂规定疗了定仔置噪疼声的嫩限值。各类洞车辆苗定置净噪声A声级垦限值(d贵B)车辆类型燃料种类1998年1月1日前出厂1998年1月1日后出厂轿车汽油8785微型客车、货车汽油9088轻型客车、货车、越野车汽油n<4300r/min汽油n>4300r/min柴油9497100929598中、大型客车、货车汽油柴油9710395101大型货车额定功率N<147kW额定功率N>147kW101105991032.噪声颗排放蛮标准a.各类需厂界被噪声湿标准b.建筑潜施工舅厂界球噪声革限值c.铁路启及机象场周河围环碗境噪伙声标逐准a《工业利企业馒厂界毯噪声顾标准》（GB举12煤34枣8-门90）类别昼间/dB夜间/dBⅠ5545Ⅱ6050Ⅲ6555Ⅳ7055规定红四类栏标准洞的适碌用范肯围为拉：Ⅰ类标慎准适醒用于冶以居袍住、梢文教锣机关哗为主醒的区厕域。Ⅱ类标舅准适唉用于于居住脚、商垦业、漆工业挤混杂接区及丙商业姥中心遍区。Ⅲ类标纪准适淡用于碍工业赶区。Ⅳ类标都准适居用于蹲交通鹿干线树道路码两侧籍区域添。b历《建筑董施工皱场界犁噪声差标准》（GB酱12帜52盲3-塞90）施工阶段主要噪声源噪声限值/dB昼间夜间土石方推土机、挖掘机、装载机7555打桩各种打桩机85禁止施工结构混凝土搅拌机、振捣棒、电锯等7055装修吊车、升降机6555c.铁路昼及机璃场周损围环草境噪粘声标辩准铁路高边界瓦噪声溜限值桂及测疫量方谈法机场门周围篮飞机隐噪声洲环境认标准适用区域标准值LWECPN(dB)一类区域≤70二类区域≤75机场赏周围穴飞机没噪声侵标准疫值及罗适用疑区域注：沟一类浩区域梯：特蜜殊区崖域居歇住区臭；居课住、购文教欲区。二类垂区域拴：除奔一类鹊以外尊的生畜活区够。a.工业喉企业袍噪声嚷卫生闷标准b.室内闸环境天噪声渠允许隆标准c.城市轿区域衔环境背噪声映标准3.环境历质量棒标准a.工业占企业栗噪声堵卫生姿标准工业庆企业钱厂区退内各亭类地电点的踩噪声朋标准牢（A计权蝇声级dB）序号地点类别噪声限值1生产车间及作业场所（工人每天连续接触噪声8h）902高噪声车间设置的值班室、无电话通话要求时观察室、休息室有电话通话要求时75703精密装配线、精密加工车间的工作地点、计算机房704车间所属办公室、实验室、设计室（室内背景噪声级）705主控制室、集中控制室、通讯室、电话总机室、消防值班室（室内背景噪声级）606厂部所属办公室、会议室、设计室、中心实验室（包括试验、化验、计量室）（室内背景噪声级）607医务室、教室、哺乳室、托儿所、工人值班室（室内背景噪声级）55b.室内辛环境那噪声养标准（1）国耐际标粒准化恒组织(I冈SO将)的环锻境噪首声标糖准规定母住宅援区室枪内环脱境噪领声的俗容许扮声级路为34～45馋dB，并凳根据竞不同略时间烧、不豆同地珠区等扯条件军进行鞭修正若，其服修正针值该沟标准迈亦做日了规驴定。（2）我箱国民辰用建宏筑室伞内噪洞声标惰准我国抱民用核建筑科室内味允许楚噪声象级如怨表2-汇10所示有。我国唯民用碌