1.2.2傳動(dòng)齒輪噪聲

　　傳動(dòng)齒輪的噪聲是齒輪嚙合過程中齒與齒之間的撞擊和摩擦產(chǎn)生的。在內(nèi)燃機(jī)上，齒輪承載著交變的動(dòng)負(fù)荷，這種動(dòng)負(fù)荷會(huì)使軸產(chǎn)生變形，并通過軸在軸承上引起動(dòng)負(fù)荷，軸承的動(dòng)負(fù)荷又傳給發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和齒輪室殼體，使殼體激發(fā)出噪聲。此外，曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)也會(huì)破壞齒輪的正常嚙合而激發(fā)出噪聲。傳動(dòng)齒輪噪聲與齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)型式、加工精度、齒輪材料配對(duì)、齒輪室結(jié)構(gòu)以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)有關(guān)。

　　降低傳動(dòng)齒輪噪聲的措施有：

　　(1)控制齒輪齒形，提高齒輪加工精度，減小齒輪嚙合間隙，即降低齒輪嚙合時(shí)相互撞擊的能量，從而降低齒輪嚙合傳動(dòng)噪聲。

　　(2)采用新材料，如高阻尼的工程塑料齒輪，采用工程塑料齒輪代替原鋼制齒輪后，整機(jī)噪聲降低約0.5dB(A)左右，效果明顯。

　　(3)合理布置齒輪傳動(dòng)系位置，如將正時(shí)齒輪布置在飛輪端，可有效減少曲軸系扭振對(duì)齒輪振動(dòng)的影響。

　　(4)采用正時(shí)齒形同步帶傳動(dòng)代替正時(shí)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，可明顯降低噪聲。

　　1.2.3降低配氣機(jī)構(gòu)噪聲

　　內(nèi)燃機(jī)大都采用凸輪、氣門配氣機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)中包括凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂、氣門等零件。配氣機(jī)構(gòu)中零件多、剛度差，在運(yùn)動(dòng)中易于激起振動(dòng)和噪聲，包括氣門和氣門座的撞擊，由氣門間隙引起的傳動(dòng)撞擊，挺柱和凸輪工作面之間的摩擦振動(dòng)，高速時(shí)氣門不規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的噪聲。配氣機(jī)構(gòu)噪聲與氣門機(jī)構(gòu)的型式、氣門間隙、氣門落座速度、材料、凸輪型線、凸輪和挺柱的潤滑狀態(tài)、內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)。

　　降低配氣機(jī)構(gòu)噪聲的措施主要有：

　　(1)良好的潤滑能減少摩擦，降低摩擦噪聲。推薦怠速時(shí)凸輪與挺柱間的最小油膜厚度2Lm，1000r/min時(shí)最小油膜厚度為3Lm。凸輪轉(zhuǎn)速越高，油膜越厚。所以內(nèi)燃機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，配氣機(jī)構(gòu)的摩擦振動(dòng)和噪聲就不突出了。

　　(2)減少氣門間隙可減少搖臂與氣門之間的撞擊，但不能使氣門間隙太小。采用液力挺柱可以從根本上消除氣門間隙，降低噪聲。近年來還出現(xiàn)了氣門液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其噪聲更低。

　　(3)縮短推桿長度是減輕系統(tǒng)重量、提高剛度的有效措施，頂置式凸輪軸取消了推桿，對(duì)減少噪聲特別有利。

　　1.3空氣動(dòng)力噪聲

　　由于氣體擾動(dòng)以及氣體和其他物體相互作用而產(chǎn)生的噪聲稱為空氣動(dòng)力噪聲，在發(fā)動(dòng)機(jī)中，它包括進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲。

　　1.3.1進(jìn)氣噪聲

　　發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，高速氣流經(jīng)空氣濾清器、進(jìn)氣管、氣門進(jìn)入氣缸、在此氣流流動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的空氣動(dòng)力噪聲，有時(shí)比發(fā)動(dòng)機(jī)本身噪聲高出5 dB(A)左右，成為僅次于排氣噪聲的主要噪聲源。該噪聲隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而增強(qiáng)，與負(fù)荷的變化無關(guān)，其成分主要包括：周期性壓力脈動(dòng)噪聲、渦流噪聲、氣缸的玄姆霍茲共振噪聲和進(jìn)氣管的氣柱共振噪聲。

　　進(jìn)氣噪聲的控制策略主要是：

　　(1)合理的設(shè)計(jì)和選用空氣濾清器。合理設(shè)計(jì)進(jìn)氣管道和氣缸蓋進(jìn)氣通道，減少進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)壓力脈動(dòng)的強(qiáng)度和氣門通道處的渦流強(qiáng)度。

　　(2)引進(jìn)消聲措施。

　　1.3.2排氣噪聲

　　排氣噪聲主要在排氣開始時(shí)，廢氣以脈沖形式從排氣門縫隙排出，并迅速從排氣口沖入大氣，形成能量很高、頻率很復(fù)雜的噪聲，包括基頻及其高次諧波的成分。該噪聲是汽車及發(fā)動(dòng)機(jī)中能量最大最主要的噪聲源，它的噪聲往往比發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)噪聲高10dB(A)～15dB(A)。除基頻噪聲及其高次諧波噪聲外，排氣噪聲還包括排氣總管和排氣歧管中存在的氣柱共振噪聲、氣門桿背部的渦流噪聲、排氣系統(tǒng)管道內(nèi)壁面的紊流噪聲等，此外，排氣噪聲還包括廢氣噴射和沖擊噪聲。排氣噪聲的控制策略主要是：

　　(1)從排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面入手，如合理設(shè)計(jì)排氣管的長度與形狀，以避免氣流產(chǎn)生共振和減少渦流。

　　(2)廢氣渦輪增壓器的應(yīng)用可降低排氣噪聲，但最有效的方法還是采用高消聲技術(shù)，使用低功率損耗和寬消聲頻率范圍的排氣消聲器。

　　1.3.3風(fēng)扇噪聲

　　風(fēng)扇噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)中不可忽視的噪聲源，尤其風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)更為突出，在高速全負(fù)荷時(shí)甚至和進(jìn)排氣噪聲不相上下。它主要是空氣動(dòng)力噪聲，由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流聲所組成。旋轉(zhuǎn)噪聲是由旋轉(zhuǎn)葉片周期性地打擊空氣質(zhì)點(diǎn)，引起空氣的壓力脈動(dòng)所產(chǎn)生的。渦流噪聲是由于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)使周圍的空氣產(chǎn)生渦流，這些渦流又因粘滯力的作用分裂成一系列獨(dú)立的小渦流，這些渦流和渦流的分裂會(huì)使空氣發(fā)生擾動(dòng)，形成壓力波動(dòng)，從而激發(fā)出的噪聲，渦流噪聲一般是寬頻帶噪聲。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇噪聲在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)渦流噪聲占優(yōu)勢(shì)，高速時(shí)旋轉(zhuǎn)噪聲占優(yōu)勢(shì)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越高，直徑越大，風(fēng)扇的扇風(fēng)量就越大，其噪聲也越高；風(fēng)扇的效率越低，消耗功率越大，風(fēng)扇噪聲越大。

　　風(fēng)扇噪聲的控制策略主要是：

　　(1)適當(dāng)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇噪聲隨轉(zhuǎn)速的增長遠(yuǎn)比其他噪聲大。在冷卻要求已定的條件下，為降低轉(zhuǎn)速，可在結(jié)構(gòu)尺寸允許的范圍內(nèi)，適當(dāng)加大風(fēng)扇直徑或者增加葉片數(shù)目；充分運(yùn)用流體力學(xué)理論設(shè)計(jì)高效率的風(fēng)扇，就可能在保證冷卻風(fēng)量和風(fēng)壓的前提下降低轉(zhuǎn)速。

　　(2)采用葉片不均勻分布的風(fēng)扇，葉片均勻分布往往會(huì)產(chǎn)生一些聲壓級(jí)很高的有調(diào)節(jié)器成分。當(dāng)葉片不均勻布置后，一般可降低風(fēng)扇中那些突出的線狀頻譜成分，使噪聲頻譜較為平滑。

　　(3)用塑料風(fēng)扇代替鋼板風(fēng)扇，能達(dá)到降低噪聲和減少風(fēng)扇消耗功率的效果，但目前成本還稍高于鋼板風(fēng)扇。國外中小功率內(nèi)燃機(jī)已普遍采用塑料風(fēng)扇。還可采用一種安裝角可以變化的“柔性風(fēng)扇”，這種風(fēng)扇葉片用很薄的鋼板或塑料制造，當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高后，由于空氣動(dòng)力的作用，葉片扭轉(zhuǎn)變平(安裝角變小)，于是風(fēng)扇消耗功率和噪聲都減?。晦D(zhuǎn)速降低時(shí)，由于空氣動(dòng)力作用小，葉片的扭轉(zhuǎn)變小，保證了足夠的風(fēng)量。

　　(4)在車用內(nèi)燃機(jī)上采用風(fēng)扇自動(dòng)離合器，試驗(yàn)表明，在汽車行駛中，需要風(fēng)扇工作的時(shí)間一般不到10%。因此，裝用風(fēng)扇離合器不僅可使內(nèi)燃機(jī)經(jīng)常處在適宜溫度下工作和減少功率消耗，同時(shí)還能達(dá)到降噪的效果。

　　(5)風(fēng)扇和散熱器系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)。諸如發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)扇的距離、風(fēng)扇與散熱器的距離、風(fēng)扇和風(fēng)扇護(hù)罩的位置及護(hù)罩的形狀、空氣通過散熱器的阻力等都會(huì)對(duì)冷卻風(fēng)量的充分利用產(chǎn)生影響。合理布置和設(shè)計(jì)都有可能達(dá)到降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的。

　　2結(jié)束語

　　綜上所述，影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的因素多種多樣，單靠采用某一種降噪方法很難大幅度地把噪聲降低下來，要降低汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，應(yīng)從發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的噪聲源、傳播途徑等方面入手，明確降噪的對(duì)象和目標(biāo)，通過綜合考慮，采取各種技術(shù)手段，在一定程度上可有效地控制和降低燃燒噪聲、機(jī)械噪聲和空氣動(dòng)力噪聲，達(dá)到降低汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的目的。