某493柴油机的噪声优化

随着柴油机向高速、大功率及高效率方向发展,其噪音、振动问题将更加突出,并直接关系到发动机的使用寿命、工作效率及环境污染等问题。目前国内外已经颁布了关于内燃机噪声的限制法规,因此降低发动机的噪声振动是当今内燃机领域的重要课题;文章以某493柴油机的噪声优化为例,着重分析了噪声声源的产生和优化控制方法。     

内燃机排气噪声的分析研究

内燃机排气噪声是内燃机的主要噪声源。本文对产生排气噪声的机理进行了理论探讨。认为内燃机排气噪声属于空气动力性噪声,主要是在排气阀附近区域中排气流紊动扩散引起的。在低频域,内燃机排气噪声具有简单源特性;在中、高频域排气噪声具有四极子源特性。     

列车气动噪声源噪声贡献度研究

摘要：建立某型列车气动噪声计算模型,基于标准湍流模型和大涡模拟（LES）计算车外瞬态流场,用FW-H方程预测了列车远场气动噪声。分别计算了列车整体、车体、受电弓、转向架为噪声源时对外辐射噪声的总声压级和贡献度,并对不同噪声源产生的气动噪声频谱特性进行了分析。计算结果表明：受电弓滑板处具有最大的总声压级,其次在车头和头、尾车转向架处较大;车体和转向架对列车远场噪声贡献度较大,而受电弓对其附近区域噪声贡献度大于远场;车体和转向架噪声主频在400Hz～1250 Hz,而受电弓主频出现在500Hz,且低频噪声幅值很小。列车整体对远场的辐射噪声,与利用车体、受电弓和转向架为噪声源得到的远场噪声叠加相吻合,验证了计算的准确性,对噪声的计算研究有一定的参考价值。     

高速列车受电弓气动噪声数值模拟

受电弓作为高速列车主要噪声源之一,是一个包含许多部件的复杂结构。为研究受电弓气动噪声的主要噪声源以及远场气动噪声特性,基于计算流体力学开源软件OpenFOAM,采用大涡模拟结合K-FWH方程的联合方法,探究受电弓在250 km/h、300 km/h和350 km/h等不同速度下运行时的流场及气动噪声特性。通过模拟受电弓在不同速度以及不同开口状态下的运动,得到受电弓的频谱特性以及噪声源分布规律。结果表明,高速列车受电弓引发的远场气动噪声主要是低频和中频噪声,并且噪声频谱具有明显的主频。而远场噪声指向性方面,受电弓产生气动噪声具有偶极子特性,噪声主要向尾流斜上方传播。受电弓不同开口方向,所诱发的噪声声压级并不相同,闭口状态诱发的声压级更大。研究结果能为日后降低高速列车受电弓气动噪声的研究以及工程降噪问题提供理论参考。     

高速列车车头曲面气动噪声的数值预测

利用映射法生成高速列车头部流场的六面体贴体网格。采用三维大涡模拟法（LES）计算高速列车流线型头部的瞬态外流场,利用Lighthill-Curle声学比拟理论预测高速列车头部诱发的气动噪声。研究结果表明：气动噪声在很宽的频带内存在,是一种宽频噪声;在低频时,声压幅值较大,随着频率升高,幅值下降;当来流速度一定时,距离气动噪声源越远,总声压级越低,但总声压级的衰减幅度减少;随着列车运行速度增加,诱发的噪声加大,但距离车头曲面越远,总声压级的增幅越小;同一噪声源在不同受声点引起的噪声频谱曲线基本相似,控制列车运行过程中产生的脉动压力,能够减少气动噪声。     

履带式车辆内部噪声特性分析

对履带式车辆内部噪声级和噪声频谱进行了测试,分析了主要噪声源,给出了驾驶室中噪声的空间分布。行驶时车辆内部各点的声压级均大于100 dB（A）,在驾驶室中的噪声分布呈现前低后高、上低下高的特性。发动机的噪声辐射及其对车体结构的动态激励是驾驶室中最主要的噪声源,而行走系统对驾驶室内噪声的影响相对次要。倍频程曲线表明,低频处的声压级明显高于中高频处的声压级。     

高速列车转向架部位气动噪声数值模拟及降噪研究

基于Lighthill声学理论,采用三维、LES大涡模拟和FW-H声学模型对高速列车转向架部位气动噪声进行数值模拟,并提出降噪改进意见.研究结果表明:转向架部位气动噪声在很宽的频带内存在,无明显的主频率,是一种宽频噪声;各监测点气动噪声频谱在低频时幅值较大,随着频率的升高,幅值下降,1/3倍频程A声压级主要集中在315～1 250 Hz频率范围内;当来流速度一定时,距离气动噪声源越远,声压级幅值和总声压级越小;在列车转向架部位设置裙板后,运行速度为300 km/h时,车外声压级幅值较无裙板时有所减小,平均降幅约为8％,总声压级平均降幅1.3 dBA;适当增加裙板面积后,声压级幅值平均降幅达到12％,总声压级平均降幅2.08dBA,降噪效果较明显.     

基于声压和声强法对柴油机噪声源的识别

为了研究一台4缸柴油机的主要噪声源,采用近场声压法测量了4缸柴油机气缸罩盖、燃油泵和油底壳等14个零部件近场声压级,分析了各零部件噪声对整机噪声的贡献率.应用声强扫描法对柴油机油泵侧、排气侧、风扇侧和摇臂罩盖侧进行了近场声强扫描,采集了主要噪声源近场频谱.结果表明:柴油机在标定工况运行,燃油泵齿轮啮合噪声对整机噪声贡献率为37%,油底壳表面辐射噪声占整机噪声能量的22%;燃油泵齿轮啮合噪声在630 Hz和2 000 Hz处噪声出现峰值,油底壳辐射噪声在各频率段都存在峰值;2种方法识别出的柴油机主要噪声源一致,燃油泵齿轮啮合噪声和油底壳辐射噪声是柴油机主要的噪声源,气缸罩盖辐射噪声、附件箱齿轮啮合噪声和曲轴箱辐射噪声是柴油机的次要噪声源.     

基于AHP和模态分析的挖掘机柴油机降噪研究

针对某型液压挖掘机噪声大的现状,对其柴油机进行了噪声源的识别.由于工程机械噪声源十分复杂,单一的噪声源识别一般不能准确预测噪声源,因此本文采用将层次分析法(AHP)和模态分析相结合的噪声采集和识别方法.首先采用噪声测试仪获取挖掘机各转速下表面辐射噪声信号,综合考虑发动机各转速下对噪声的影响,依据测试结果运用AHP法找出对柴油机辐射噪声贡献度大的频率段;然后对柴油机主体组合结构进行了模态分析,找出与对柴油机表面辐射噪声贡献度大的频率段对应的模态振型;最后通过这些振型图确定出油底壳、汽缸盖罩和进气管道是主要的噪声源,采取降噪措施后柴油机噪声减小了1.5 dB左右.结果表明,本噪声源识别方法简单准确,可广泛应用于工程机械复杂声源的识别当中.     

厢式汽车车内噪声的试验研究

要控制汽车车内噪声，减少其对驾驶员和乘客造成的危害，首先必须找出车内的主要噪声源，本文论述了用声压法识别汽车车内主要噪声源的过程，利用声场分析技术和谱分析技术 内的主要噪声源进行了分析，通过大量的试验研究，认为发动机是导致该车车内噪声较大的主要原因，是降噪工作的重点，要进行车内噪声的控制，应首先考虑抑制发动机的辐射噪声，其次要加强车身门窗的密封性，并根据试验样车的实际结构特点，提出一系列改善车内噪     

公路交通噪声预测模型

基于声传播的基本特性．提出了一个简化的公路交通噪声预测模型。该模型的推导是根据A计权声压级计算公式，采用常规噪声测量方法估计预测模型参数得出的，同时根据汽车噪声源引起的地面效应以及涡流对声波传播的影响，对模型进行了修正。利用该模型可以预测一个稳态源的声压级LA（如汽车起步和停车时）和移动声源的时间平均声压级LAepτ，（如一段时间内的公路交通噪声）。仿真结果表明，几何散布、地面效应和涡流是影响交通噪声传播的重要因素；在对LAepτ，瞬态测量时，必须有足够的测量时间以确保机动车采样具有代表性。实地测量验证了该预测模型的有效性。     

低压轴流风机的内部涡流特性及气动噪声

以中央空调中带导风圈的低压轴流风机为研究对象,对其内部涡流特性和气动噪声展开研究。采用大涡模拟计算了均匀进气情况下半管道式低压轴流风机的三维瞬态流场。计算结果表明叶尖涡是其内流场主要特征,叶尖涡的形成、发展和破碎对气动噪声源的分布有重要影响。提取了主要噪声源处的非定常压力脉动进行频谱分析,显示其叶片尾缘处脱落涡频率特征明显。风机的远场噪声采用LES/FW-H声类比方法进行预测,结果表明低压轴流风机的气动噪声以宽频成分的紊流噪声为主,预测的声压级频谱与实验吻合得较好。     

基于波音算法的航空发动机风扇噪声预测

作为涡扇发动机的一个关键噪声源,随着涵道比的不断加大,风扇噪声在飞机起飞时对整机噪声的贡献量也日益增加;因此预测风扇噪声对飞机噪声适航评估工作有极大意义。采用Boeing风扇噪声预测算法,结合飞机起飞航迹,利用MATLAB软件编程,经过多普勒效应修正、几何发散衰减修正和大气吸声衰减修正,得到起飞时风扇噪声预测模型。以某型发动机为算例,计算出实际飞机起飞时噪声适航审定中所需测量的每隔0. 5 s动态声压级的预测值。把最终得到的有效感觉噪声级预测值与欧洲航空安全局提供的有效感觉噪声级真实值进行对比,验证了该模型的准确性;此模型能有效降低新飞机的研发成本和风险,缩短噪声适航审定周期。     

汽车车身部件气动噪声贡献量数值模拟研究

利用大涡模拟(LES)对某典型车型瞬态流场进行仿真计算,应用Lighthill-curle声类比理论,采用宽带噪声源模型(BNS)及FW-H方程,对汽车车身部件气动噪声进行数值模拟研究。分析了车身各板块及凸出部件附近气流的分离情况及外场声压级大小,对比了有、无部件时车外声场的差异;并确定了车身各部件气动噪声的贡献量。通过气动噪声贡献量的对比发现,汽车各部件中近场总声压级贡献量相对较大的为底盘和车轮、天线和雨刮器相对较小;远场声压级贡献量中,车身和底盘相对其他部件较大,天线相对较小;且车外远场点声压级的大小和各部件辐射噪声的强度以及其辐射面积正相关;车身板块中贡献量相对较大的为侧围和轮腔,较小的为前挡风玻璃。     

东方红—15拖拉机发动机噪声的试验研究

通过试验研究找到了发动机的主要噪声源是排气噪声、活塞—正时齿轮噪声和配气机构噪声。对排气噪声、发动机机械噪声和配气机构噪声进行了深入的理论分析;对原机消声器作了性能评价。为小四轮拖拉机发动机的降噪指明了方向.     

厢式汽车车内噪声的试验研究

要控制汽车车内噪声，减少其对驾驶员和乘客造成的危害，首先必须找出车内的主要噪声源本文论述了用声压法识别汽车车内主要噪声源的过程，利用声场分析技术和谱分析技术对车内的主要噪声源进行了分析通过大量的试验研究，认为发动机是导致该车车内噪声较大的主要原因，是降噪工作的重点要进行车内噪声的控制，应首先考虑抑制发动机的辐射噪声，其次要加强车身门窗的密封性并根据试验样车的实际结构特点，提出了一系列改善车内噪声性能的措施，经部分改进试验，取得了降噪１．２～３．９ｄＢ（Ａ）的良好效果这些措施对降低车内噪声，优化车内声学环境，有着重要的指导意义     

单喷管火箭燃气导流环境下的噪声分析

火箭发射时的发动机喷流噪声是航天发射的主要外激励源,噪声大小也是结构和仪器设备设计与验证的技术指标之一。该文以单台火箭发动机喷流经过单侧导流槽气流诱发的噪声问题为对象,通过求解三维可压缩流动Navier-Stokes方程,建立某火箭发动机喷流噪声激励数值预测方法,其中流通量采用二阶Roe TVD差分格式,并采用中心差分离散SAS湍流模型的耗散项,通过计算声类比Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)方程得出喷流噪声激励,数值仿真结果与实测数据吻合良好,并分析了噪声传播延时及其地面分布规律。分析结果表明,发动机喷流噪声主要表现为宽频带噪声,随着噪声监测点和发动机喷口之间距离的增加,总声压级呈现出衰减趋势。     

手扶拖拉机噪声测量和降噪设计

本文对两类国产手扶拖拉机进行了噪声测量和分析,确认了发动机排气噪声、操纵杆件撞击噪声和飞轮冷却风扇的空气动力噪声为主要噪声源,并通过理论计算和改进设计,使整机噪声有了较大幅度的下降。     

柴油机缸盖罩隔声性能与透射噪声

以某柴油机缸盖罩为例,研究了柴油机薄壁件的隔声性能与透射噪声.采用结构-声耦合分析法对柴油机缸盖罩的隔声量进行了计算,并通过隔声性能试验验证了计算结果.设计了提取缸盖罩内部声场声压级的四负载法试验,并将结果施加到结构-声耦合计算模型中,计算了缸盖罩在发动机1,000,r/min、2,000,r/min和3,400,r/min全负荷工况下的透射噪声.研究发现,缸盖罩透射声功率主要分布在低频及隔声性能较差的高频范围;透射噪声在柴油机薄壁件辐射噪声中所占比重较大,对薄壁件辐射噪声进行预测和声学优化时,不能忽略透射噪声.     

生物制气-柴油双燃料发动机的燃烧噪声

燃烧噪声对发动机的噪声有重要影响，从时域和频域两个方面对生物制气-柴油双燃料发动机的燃烧噪声进行了综合评价，计算出燃烧总声压级，与纯柴油发动机的相关数据进行了比较，分析了不同的供油提前角、负荷和转速对燃烧噪声的影响．结果表明：燃烧噪声随负荷及转速变大而变大；在相同负荷下供油提前角变大其燃烧噪声变大，燃用生物制气双燃料发动机比燃用纯柴油的燃烧噪声低约A声压级3dB．