內(nèi)燃機噪聲識別及控制技術(shù)研究

環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)訊:摘要：目前大部分汽車動力來源主要依靠內(nèi)燃機，雖然汽車僅僅是內(nèi)燃機運用領(lǐng)域的一小部分，但是在內(nèi)燃機工作過程中仍然會伴隨著嚴重的噪聲污染，這就對人們?nèi)粘Ｉ钤斐珊芏嗖槐?，因此目前很多科研人員針對內(nèi)燃機噪聲產(chǎn)生原因和傳播途徑不斷進行噪聲識別以及控制技術(shù)的研究，希望找到不影響內(nèi)燃機正常工作情況下的降低噪聲分貝新技術(shù)，所以本文將以內(nèi)燃機噪聲識別及控制技術(shù)研究為主題展開討論。

引言

目前人們生活條件不斷改善，很多家庭都配備了汽車，但汽車內(nèi)燃機產(chǎn)生的噪聲對人們生活影響越來越嚴重，所以世界很多國家開始對降低內(nèi)燃機噪聲并對噪聲控制技術(shù)展開進一步研究，本文將以內(nèi)燃機工作原理為基礎(chǔ)進行噪聲識別技術(shù)分析，常見的噪聲識別技術(shù)有以下幾種，近場聲壓法、封閉法、聲通道法、振動測量法，下面將對噪聲控制及產(chǎn)生原因進行深入分析。

1內(nèi)燃機噪聲常見識別技術(shù)

1.1近場聲壓法

近場聲壓法是對內(nèi)燃機噪聲等級進行分析，原理是對內(nèi)燃機近場振動表面聲壓級進行測量。

1.2封閉法

封閉法是人們對內(nèi)燃機噪聲測量的傳統(tǒng)方法，由于其工作環(huán)境必須保證無聲，所以需要將測試對象轉(zhuǎn)移到消聲室中，并且需要使用隔音效果好的金屬材料將內(nèi)燃機測試部分以外發(fā)聲部分進行封閉，然后進行噪聲等級測量。

1.3振動測量法

振動測量法是根據(jù)內(nèi)燃機外表面振動速度來確定內(nèi)燃機噪聲輻射功率。聲強測量法目前有兩類，一類是互譜表面聲強法，一類是自譜表面聲強法。

1.4自譜表面聲強法

目前，人們大多使用自譜表面聲強法。這是因為互譜表面聲強法容易受到內(nèi)燃機通道相位差影響，所以在實際運用中容易出現(xiàn)誤差。而自譜表面聲強法將通道相位差影響考慮進去，所以目前科研人員更傾向于對自譜表面聲強法進行下一步完善與創(chuàng)新。

1.5復式聲強法

如果要對內(nèi)燃機普通聲強和無功聲強都進行測量一般會選擇復式聲強法。聲場外傳播的能量通過有功聲強來表示，不向外傳播的能量通過無功聲強來表示。一般來說無功聲強對受聲場影響較小，但是可以根據(jù)聲源特性產(chǎn)生良好反應(yīng)，如果要對聲源進行分析及辨別，那么需要觀察無功聲強顯示結(jié)果。

2噪聲數(shù)據(jù)測量分析

2.1噪聲測量

現(xiàn)階段對于噪聲測量主要使用儀器有傳聲器、聲級計、頻譜分析儀等，測量人員在進行傳聲器放置時，需要先確定噪聲測量方法，根據(jù)不同方法選擇最合適的傳聲器放置方式。

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另外測量人員在放置聲級計和頻譜分析儀時，需要根據(jù)噪聲識別方法進行配備，通常測量人員會選擇聲壓式傳感器進行噪聲測量，通過將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，研究人員就可以以數(shù)據(jù)方式對噪聲進行分析。所以聲壓傳感器的好壞對噪聲測量結(jié)果有很大影響，很多科研人員為了提高聲壓傳感器性能而不斷奮斗。

2.2噪聲數(shù)據(jù)處理

研究人員對噪聲進行處理一般在將噪聲轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號之后進行，目前數(shù)據(jù)處理行業(yè)發(fā)展迅猛，很多專業(yè)都需要數(shù)據(jù)處理行業(yè)幫忙，并且數(shù)據(jù)處理技術(shù)先進程度對于數(shù)據(jù)真實性、準確性等都有很大影響。通過對大量噪聲數(shù)據(jù)進行分析，研究人員可以從大量數(shù)據(jù)中找出關(guān)鍵點，幫助對噪聲產(chǎn)生原因、影響因素等進行詳細了解。數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域發(fā)展十分艱難，傳統(tǒng)模式是通過傅里葉變換來實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，還有就是運用FFT來實現(xiàn)噪聲頻譜分析。但是現(xiàn)階段數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域運用較多的為小波變換法。小波變換法較之傅里葉變換，具有時頻局部化特點，可以將噪聲數(shù)據(jù)信號劃分為多種尺度，針對每種尺度分析出各種尺度成分，這樣就可以根據(jù)尺度成分計算出時域步長，幫助掌握噪聲數(shù)據(jù)細小差別[1]。小波分析方法可以將原有噪聲信號進行多重分解，對噪聲信號進行細微觀察發(fā)現(xiàn)其中異常信號，并對異常信號進行放大、定位，讓科研人員更加容易對噪聲結(jié)構(gòu)進行分段研究，找出所需要的關(guān)鍵性噪聲信號特點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析真實性、準確性。

3內(nèi)燃機噪聲控制技術(shù)分析

前面對噪聲收集以及分析方法進行了一些介紹，下面就對噪聲控制技術(shù)進行簡單概述。從噪聲分析中我們可以很容易得出噪聲的產(chǎn)生原因以及傳播途徑，根據(jù)噪聲產(chǎn)生原因和傳播途徑種類的不同，我們可以將噪聲控制技術(shù)分為兩類，一類針對噪聲源進行控制，一類針對噪聲傳播途徑進行控制。

3.1噪聲源控制技術(shù)

噪聲源控制技術(shù)大致針對兩類噪聲：機械噪聲、燃燒噪聲。對于機械噪聲來說，由于內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)比較復雜，并且很多零部件需要較高精密加工，并且內(nèi)燃機工作運用速度較高，所以可以從這些方面降低機械噪聲，常見方法有提高部件之間的平衡性能以及降低機械振動。比如針對內(nèi)燃機曲柄連桿機構(gòu)，在進行設(shè)計安裝過程可以通過降低活塞與內(nèi)燃機缸壁之間摩擦來降低噪聲分貝，實際操作方法可以讓活塞銷孔中心偏置氣缸中心線，目前市面上福特汽車品牌就是通過這種方法來降低內(nèi)燃機噪聲。另外內(nèi)燃機安裝設(shè)計人員還可以提高活塞高度以及增大活塞承壓面積，這樣可以有效降低活塞與缸壁之間撞擊[2]。對內(nèi)燃機燃燒噪聲進行控制時一般需要了解內(nèi)燃機燃燒噪聲傳播路徑。燃燒噪聲傳播路徑分兩種，一種通過氣缸體上部向外輻射，一種通過氣缸體下部向外輻射。一般對于燃燒噪聲控制可以對最高壓力升高率進行調(diào)節(jié)，最高壓力升高率影響因素有供油系統(tǒng)參數(shù)、供油規(guī)律、燃料性質(zhì)等，為了有效降低燃燒噪聲，科研人員不斷對內(nèi)燃機燃燒室進行改進，提高內(nèi)燃機壓縮比和供油合理性，以電子方式對燃油進行控制并且應(yīng)用新型渦輪增壓技術(shù)。排氣噪聲目前也是降低內(nèi)燃機噪聲主要部分，降低排氣噪聲一般需要保證內(nèi)燃機排氣管光滑通暢，還可以在排氣管部位安裝消聲器，保證排氣噪聲在規(guī)定范圍之內(nèi)[3]。另外可以對內(nèi)燃機排氣管布置方式進行創(chuàng)新，降低廢氣發(fā)生共振現(xiàn)象，避免出現(xiàn)渦流情況，保證內(nèi)燃機進氣管不會有較強壓力脈動以及氣管渦流不會發(fā)生劇烈震動，實際執(zhí)行中可以選擇波紋式加長內(nèi)燃機進氣管，這樣可以加大空濾器容積，降低氣體發(fā)生共振概率。

3.2噪聲傳播途徑控制技術(shù)

想要大幅度降低內(nèi)燃機噪聲不僅需要從噪聲源下手，對于噪聲傳播途徑也需要采取一些措施，這樣可以保證內(nèi)燃機噪聲控制效果最佳，目前常用的針對噪聲傳播途徑控制方法有安裝降噪裝置、隔聲處理、隔振處理、吸聲處理等。安裝降噪裝置指的是安裝一些降噪部件比如消聲器[4]。隔聲處理指的是在內(nèi)燃機零部件材料選擇安裝上增添一些隔聲部件，比如隔聲壁板、隔聲罩等，增強對噪聲阻攔效果。隔振和減振技術(shù)一般是在內(nèi)燃機中安裝一些彈簧、橡膠等減震材料，保證內(nèi)燃機工作過程中，零部件之間不會產(chǎn)生劇烈撞擊，增強內(nèi)燃機內(nèi)部承載結(jié)構(gòu)。吸聲處理通過對內(nèi)燃機零部件原材料進行篩選，大量采用具有吸聲功能材料，讓內(nèi)燃機工作中產(chǎn)生的噪聲在內(nèi)燃機內(nèi)部傳遞過程中提前得到吸收。

結(jié)束語

綜上所述，隨著新時代到來，人們對于生活質(zhì)量有了全新追求，近代的內(nèi)燃機內(nèi)燃機發(fā)展和創(chuàng)新研究更趨向于接近對大氣的零污染和更高效，內(nèi)燃機還在不斷發(fā)展當中。目前噪聲污染是國家重點關(guān)注對象，而汽車噪聲已經(jīng)成為環(huán)保部門著重改革目標，通過對內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新以及對噪聲傳播途徑添加新技術(shù)可以有效對噪聲進行控制，這也是新時代相關(guān)科學技術(shù)重點發(fā)展方向之一。