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文档简介

1、第5章 汽车的公害5.1 概述5.2 排气公害5.3 噪声公害5.4 电波公害本章内容主要问题: 汽车公害的形成原因、影响因素、控制措施和测定方法概念表现:排气污染(第一公害)噪声危害电波干扰5.1 概述大气污染中汽车排放分担率:CONOxHC我 国63%22%73%发达国家66%43%31%排气公害排放法规美国、欧洲和日本的汽车排放法规是当今世界上的三个主要法规体系。 根据实际情况,我国在充分吸收欧美的经验后,全面等效采用了欧盟(EU)指令、欧共体(ECE)技术内容和欧洲联盟理事会(EEC)法规的基础上形成了中国排放法规体系。 1999年,国家颁布了4项等效采用欧洲排放法规的GB ,相当于欧

2、(1992)法规名称车型CO(g/km)HC(g/km)NOx(g/km)HC+NOx(g/km)PM(g/km)实施日期欧洲I号汽油车和柴油车(形式认证/一致性认证)2.72/3.160.97/1.130.14/0.18形式认证1992.7.1一致性认证1992.12.31欧洲II号汽油车2.20.5形式认证1996.1.1非直喷柴油车1.00.70.08一致性认证1997.1.1直喷柴油车1.00.90.10欧洲III号汽油车2.30.20.15形式认证2000.1.1柴油车0.640.50.560.05一致性认证2001.1.1欧洲IV号汽油车1.00.10.080.025形式认证200

3、5.1.1柴油车0.50.250.3一致性认证2006.1.1法规GB 18352.1GB 18352.2Euro Euro执行日期2001200420002005NOx8753.5HC1.11.10.660.46CO4.542.11.5PM0.350.150.10.02 欧洲从2000年已开始实施更加严格的欧排放法规,2005年实施欧排放法规,就NOx、HC、CO及微粒物质等4种排放限值而言,欧限值分别是欧的71%、60%、53%和67%,欧限值是欧的70%、70%、71%和20%。欧V标准,最早将在2008年年中正式实行。欧V标准的目标是使柴油轿车颗粒物排放量比目前的欧IV标准减少80%,

4、氮氧化物减少20%;汽油轿车氮氧化物和碳氢化合物排放量各减少25%;面包车的颗粒物减少90%,氮氧化物减少20%。对照我国机动车排气污染物防治技术政策要求,我国现行的汽车污染物排放标准仍落后欧洲10年左右 !本节问题:汽车排气的主要成分及其危害?汽车排气污染物的生成机理?汽车排气污染物的影响因素?控制汽车排气污染的措施?5.2 排气公害 1、废气成分汽车发动机排出的废气主要是由CO2、O2、H2、水蒸气、CO、HC、NOx、SO2、微粒等组成,其中CO、HC、NOx、SO2、微粒(铅化合物、碳烟、油雾、有机物)、臭气(甲醛、丙烯醛)等对人体有害。 称为一次有害排放物 光化学烟雾 二次有害排放物

5、 碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)在强太阳光的作用下,会发生一系列的光化学反应,生成臭氧(O3)和过氧乙酰基硝酸盐(PAN)等所谓光化学过氧化物以及各种游离基根、醛、酮等成分,形成一种毒性很大的白色烟雾(有时带紫色、黄褐色或浅蓝色) 主要是由于汽车尾气和工业废气排放造成的,一般发生在湿度低、气温在2432度的夏季晴天的中午或午后。 洛杉矶光化学烟雾事件 洛杉矾位于美国西南海岸,西面临海,三面环山,是个阳光明媚,气候温暖,风景宜人的地方。早期金矿、石油和运河的开发,加之得天独厚的地理位置,使它很快成为了一个商业、旅游业都很发达的港口城市。 然而好景不长,从20世纪40年代初开始,人们就发

6、现这座城市一改以往的温柔,变得疯狂起来。每年从夏季至早秋,只要是晴朗的日子,城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾,使整座城市上空变得浑浊不清。这种烟雾使人眼睛发红,咽喉疼痛,呼吸憋闷、头昏、头痛。1943年以后,烟雾更加肆虐,以致远离城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死,柑橘减产。仅19501951年,美国因大气污染造成的损失就达15亿美元。1955年,因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上的老人达400多人;1970年,约有75以上的市民患上了红眼病。这就是最早出现的新型大气污染事件-光化学烟雾污染事件。伦敦烟雾事件 1952 年12月4日,伦敦城发生了一次世界上最为严重

7、的“烟雾”事件:连续的浓雾将近一周不散,工厂和住户排出的烟尘和气体大量在低空聚积,整个城市为浓雾所笼罩,陷入一片灰暗之中。交通几乎瘫痪,在烟雾弥漫的第4天,一辆双层巴士只能借助于雾灯缓慢地在市区行驶。警察使用燃烧着的火炬,以便在烟雾中能看清别人,并能被人看到。期间, 有4700多人因呼吸道病而死亡;雾散以后又有8000多人死于非命。这就是震惊世界的“雾都劫难”。兰州烟雾事件 1977年,兰州市大气污染十分严重,当时整个城市淹没在烟雾之中。据监测,市区最大一次浓度比1952年英国伦敦“烟雾事件”的浓度还要高。 1978年6月,西固工业区出现光化学烟雾,居民出现流泪、恶心、头晕等症状。 1979年

8、7月9日,甘肃省环保研究所与北京大学协作,对西固地区化学烟雾进行现场集中测试,这是我国最早确认有光化学烟雾发生的地区。污染源主要是本地区石油化工及石油炼制业排放的氮氧化物、碳氢化合物等工业废气。 2、汽车排气污染物的形成 汽车发动机排出的有害成分主要是在燃烧过程或燃烧过程结束后在燃烧室内形成的。此外,在排气系统中也会发生相关的化学反应,这些有害物质的排出量取决于燃烧前混合气的形成状况、燃烧室的燃烧温度压力和排气系统的反应条件。排气中的CO、HC、NOx及微粒的生成条件互不同相同。 一、CO的形成二、HC的形成 HC是各种没有燃烧和没有完全燃烧的碳氢化合物的总称。HC的生成原因较复杂,很难通过燃

9、烧反应式进行计算分析。HC的主要来源是缸壁激冷效应、燃烧室缝隙效应、不完全燃烧及曲轴箱、化油器等的泄露。混合气过浓、过稀、雾化不良、废气过多等也是生成HC的原因。 1、排气中HC的形成原因比CO还要多,形成机理也比较复杂,但HC仍是不完全燃烧的产物(既有未燃的,也有燃料分解的产物)。 2、例如为了提高发动机的最大功率,常要发动机在a1的情况下工作;在低负荷时,由于汽缸内残余废气较多,为了不使燃烧速度过低,也在a1的条件下工作,从而都会因空气量不足产生不完全燃烧现象。 3、混合气过浓、过稀,燃料雾化不良或混入废气过多时,也会因灭火或半灭火状态而使未燃部分的燃料变成HC排出。 4、在汽车发动机中,

10、不论是汽油机或柴油机都是通过火焰传播把混合气烧掉。但紧靠缸壁的那层气体(0. 05 0.5 mm),由于低温缸壁的冷却作用,火焰传播不到从而使这层混合气中的HC随废气由排气管排出。 5、从化学反应分析,燃料的氧化燃烧过程也是很复杂的,不是直接生成CO2和H2O,而是经过一连串的化学反应才达到的。在反应过程的不同阶段,存在着不同的中间生成物,这些中间产物若进一步氧化的条件不适宜,就可能成为部分氧化产物而使HC的排出量增加。 6、汽车排出的HC还有一部分是来自曲轴箱窜气和燃料的蒸发。曲轴箱窜出的气体大部分是未燃气体(约占80%),其中含有百万分之一万的HC。燃料蒸发所形成的HC是由于燃料饱和蒸汽的

11、扩散,且温度(包括气温、油温)越高,蒸发损失越多,HC的浓度也增加。三、氮氧化物NOx的形成 除了燃烧气体的温度和氧的浓度外,停留在高温下的时间也是NO生成的重要影响因素。 发动机燃烧过程的时间很短,不能达到全部反应的平衡过程。实际反应的速度跟不上化学平衡的需要,即每一瞬间的化学动力状态都与化学平衡状态有一定差距,因此要想达到化学平衡状态,需要相当长的时间。 四、微粒(PM)的形成 微粒是指发动机排出的废气中除气态和水以外,所有存在于接近大气条件的稀释排气中的分散物质,是以碳原子作为主要成分并含有占10%30%氢原子的碳氢化合物所组成。柴油机排出的微粒要比汽油机高3080倍。理论研究表明,柴油

12、等重质燃料的气化包含化学裂解过程,这就是柴油机微粒排放多的重要原因。 碳烟微粒生成有两个途径。 其一,在高温(2000K3500K)富油缺氧区(如在扰流扩散火焰出现的喷注部),已形成气相的燃油分子通过裂解和脱氢过程,经过核化或形成先期产物,快速产生较小分子的物质,在后期出现聚合反应,最终产生碳烟微粒; 其二,在低于1500K的低温区(如燃烧室壁等非火焰区)则通过聚合和冷凝过程,缓慢产生较大分子量的物质,最后也生成碳烟微粒。 两个途径交叉进行,但大多数的微粒是在高温缺氧区的快速反应过程中产生的。5.2.3汽车排气污染物影响因素 一、负荷(空然比)的影响 发动机不同负荷所需要的空气与燃料的混合比也

13、不同,因此分析负荷对排气中有害气体的影响实质上是空燃比的影响。怠速=0.600.88 全闭 HCCO小负荷025%开度,:0.80.9 HCCO 中负荷2580%开度,:0.91.1 HCCO NOx接近满负荷80100%,:0.80.9 COHCNOx 二、发动机转速的影响转速进气,混合气形成、燃烧排放转速 (紊流,改善燃烧)CO HC NOx (散热不够)怠速 CO HC 三、燃料 的影响汽油成分对NOx排放影响较大,而对CO排放影响较小,对HC的排放总量影响不大,但排出的成分有很大变化。当燃料中的芳香烃含量增加时,排气中的芳香烃、酚类和芳醛增加,由燃烧引起的烯烃减少,而以甲醛为主的总醛类

14、略有减少。柴油成分主要对NOx排放有影响。随柴油的十六烷值的降低,NOx的生成量增加。 四、发动机热工况的影响冷却水温度提高缸壁温度HC NOx 供油系温度提高气阻(过稀)HC罩下温度提高充气系数HC CO气温低起动困难HC随温度NOx CO五、运行工况的影响市内运行的汽车,发动机怠速和中等转速占总工作时间的35;加速占22;匀速占29;减速占14 。减速和转速不高 ,CO、HC(汽) HC(柴) 加速, NOx CO HC 强制怠速 ,n ,浓,CO HC 在各种工况下汽油机、柴油机CO、HC、NO排放浓度 工况排放物含量怠速中转速有负荷的中等转速加速减速汽油机柴油机汽油机柴油机汽油机柴油机

15、汽油机柴油机CO %7.0微量2.50.11.8微量2.0微量HC %0.50.0040.20.020.10.011.00.03NO ppm306010508506502502030六、汽车技术状态的影响车龄 HC CO 供油系故障 怠速产生变化,HC CO 空滤器堵塞,CO HC 供油提前角,HC NOx点火系故障 点火提前角 , P T NOx 点火提前角 , NOx 点火提前角,HC 配气相位 积炭、磨损等,HC5.2.4汽车排气污染的控制措施一、政策性措施 排放法规、使用制度、税收二、结构工艺措施 1、机内净化 2、机外净化 3、代用燃料 4、混合动力(1)汽油机机内净化电控燃油喷射(

16、)稀薄燃烧系统分层燃烧系统高压缩比燃烧系统废气再循环涡轮增压技术多气门技术(2)柴油机机内净化非直喷式燃烧系统直喷式燃烧系统电控柴油喷射系统废气再循环涡轮增压技术多气门技术(1)废气后处理净化三元催化转化器热反应器空气喷射(2)微粒净化:等离子净化、静电分离溶液清洗、离心分离NOx催化还原氧催化转化器3、代用燃料(1)天然气(2)液化石油气(3)植物油(4)氢气4、混合动力三、使用措施1、保持发动机技术状况良好(1)保持气缸压缩压力(2)保持供油系良好状况 (3)保持点火系良好状况2、控制汽油蒸发3、提高驾驶技术5. 噪声公害本节问题:汽车的噪声有哪些?汽车噪声产生的原因及影响因控制汽车噪声的

17、措施? 5.3.1声学基础声音有三个主要特征:即声音的大小、声音的高低和声音的特色。 声音的大小:它是声音能量大小的标志,有声强、声压、声功率 声压 :正常人刚能听到的微弱声音的声压是210-5Pa,称为人耳的听阈;使人耳感觉疼痛的声压为20Pa,称为人耳的痛阈。 人对声音响度感觉与声音强度的对数成比例,所以引用了声压比的对数来表示声音的强弱,即声压级(spl) p声压,Pa; p0基准声压,为210-5Pa ,即听阈声压 听力级(hl) 把正常人耳在某个频率上刚刚能听见的声音大小的平均值定义为零分贝听力级(0db) 声功率单位时间内通过垂直于声传播方向的面积S的平均声能量就成为平均声能量流或

18、称为平均声功率。声功率级声强用单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的能量(声波的能量流密度)表示声强的单位是瓦/米平方声强的大小与声速成正比,与声波的频率的平方、振幅的平方成正比超声波的声强大是因为其频率很高,炸弹爆炸的声强大是因为振幅大 声强级声音的高低就是声音的频率 用每秒振动的次数来度量,单位是赫兹(HZ)。人耳可听到2020000赫兹这么宽范围的声音。习惯上将500赫兹以下声音称为低频音。如:敲门声。1000至2000赫兹的声音称为中频音,2000以上声音称为高频音。500、1000、2000赫兹是人们言语交往的主要频率,故称语言频率。 声音的传播与衰减 当声波在前进过程中,遇到

19、不同的障碍物时,就会发生反射( reflection)、衍射(diffraction);当两个或数个声波在传播过程中相遇,其振幅会叠加或削弱,这种现象叫做干涉(interference)。另外,还有声音的共鸣现象和掩蔽效应,等等 在测量环境中信号与噪声的声压级之差为信噪比,单位是分贝 噪声在传播中要不断地被衰减 当声波从声源向四面八方辐射时,波前的面积随传播距离的增加而不断扩大,声波被扩散,通过单位面积上的声能相应减少;由于传播媒质的粘滞性、热传导和分子驰豫过程等原因,声波被吸收,这两点均使声波在传播过程中声能不断地被转化为其他形式的能量,从而导致声强不断衰减。 响度级 声压级相同而频率不同的

20、声音,听起来高频音要比低频音响得多,即人耳对高频声敏感,而对低频声不敏感 。如果所测声音与基准声频率为1000Hz的纯音对比,听起来同样的响,则此基准声的声压级(dB),就称为该所测声音的响度级,其单位为方(phon)。按此与基准声对比的方法,可以得到整个可听范围的纯音响度级。计权声级 计权声级一般有A、B、C三种,它们是分别用设置有计权网络“A”、“B”、“C”的声学测量仪测得的噪声值,记做dB(A)、dB(B)、dB(C)。A计权网络是模拟人耳40phon等响曲线设计的,使接受的声音通过时,对于人耳不敏感的低频声有较大的衰减,中频衰减次之,高频不衰减。B网络是按70phon等响曲线设计的,

21、仅在低频段有一定衰减。C网络则仿效100phon等响曲线,在整个可听频率范围内几乎无衰减。频谱分析 把声频范围划分为若干个频段,每个频程各有中心频率和上、下限频率,上、下限频率之差为频带宽度在噪声测量中,最常用的是倍频程和1/3倍频程。以所选用的倍频程或1/3倍频程的中心频率为横坐标,以声压级(或声强级、声功率级)为纵坐标,作出噪声测量图形,即频谱图,可了解频带声压级在不同频率范围内的分布情况,并据此判断出噪声的成分和性质,这就是频谱分析。5.3.2汽车噪声特性汽车噪声分为车内噪声和车外噪声。包括发动机噪声、传动系噪声、轮胎噪声、车身噪声、喇叭噪声以及特种车辆的警报噪声等。它们与汽车类型、运行

22、工况和路面条件有关声源发动机排气进气冷却风扇轮胎88km/h总和声级(dB)858280817989一、车内噪声来源发动机及传动系统在运行中引起的车身振动和车身的孔缝透声 面的凸凹不平引起车轮的振动,通过悬架传至车身 空气与车身的冲击和摩擦,即风鸣声 二、车外噪声(一般是60dB(A)90dB(A))声源位置和辐射噪声大小不同以及噪声传播途径的差别,使各方向上噪声强度不相同 三、影响车外噪声使用因素 行驶车速 Va 发动机噪声Va一定,低档位时,n较高,汽车噪声加速行驶噪声一般较高 汽车起步和低速的噪声随加速度的变化更为明显 载质量 载质量对汽车噪声的影响相对较小。例如,东风EQl090型载货

23、汽车在各种车速的匀速行驶噪声,重车比空车平均要高2dB(A)3dB(A)。重载滑行时比空车滑行的噪声也高2dB(A)3dB(A),这主要是载质量增加使轮胎噪声增大的缘故。技术状况 汽车各总成、机构的技术状况随着行驶里程的增加而下降,在不同程度上会出现振动和异响,连接部件松旷等现象,从而加剧了汽车行驶噪声。5.3.3发动机噪声 直接从发动机本体及其附件向空间传出的噪声 。发动机噪声随机型、转速、负荷及运行状况不同而有差异 发动机的噪声主要包括:燃烧噪声、机械噪声、进气噪声、排气噪声和风扇噪声等。 按照噪声的产生方式可分为燃烧噪声、机械噪声和气体动力噪声 。前两者又称为发动机表面噪声,气体动力噪声

24、是直接向大气辐射的噪声。一、燃烧噪声 可燃混合气燃烧时,因压力急剧上升冲击活塞、气缸盖、气缸体、连杆等引起发动机结构振动而产生的 。 燃烧噪声是发动机的主要噪声源,主要集中于速燃期,其次是缓燃期。在速燃期内,压力增长率大,形成的冲击强,产生较大的噪声。 在汽油机中,半球形燃烧室燃烧速率大,噪声最大,而浴盆形燃烧室燃烧速率较低,噪声较低。 柴油机,直喷式燃烧室中以开式噪声最大,半开式次之;而球形及斜置圆筒形燃烧室的噪声相对较低;在分隔式燃烧室中,涡流室与预燃室燃烧噪声都比较低。 在小负荷时,由于在着火延迟期内喷入的燃料少,压力增长率低,相应的燃烧噪声也明显下降。 当喷油提前角减小时,可使最高压力

25、增长率下降,从而使燃烧噪声减小。 汽车加速行驶时测出的发动机燃烧噪声要比发动机匀速运转时大 加速前发动机是以低负荷运转,燃烧室壁的温度低,当以满负荷加速时,其温度不可能上升得那样快,向燃烧室壁的传热损失自然要大,从而造成着火前的气缸内的气体温度和压力下降,使着火延迟时间增大,着火延迟期明显增大,气缸压力上升加快,产生较大噪声。 柴油机转速增高,将使最大爆发压力和压力增长率增大,燃烧噪声也随之增大。 汽油机的不正常燃烧会使燃烧噪声增大,如爆震、表面点火及运转不平稳等 。 二、机械噪声 发动机运转时由于内部各零件之间的间隙引起撞击及内部作周期性变化的作用力在零部件上产生的弹性变形所导致的表面振动而

26、引起的噪声。 1、活塞对气缸壁的敲击,通常是发动机的最大机械噪声源(活塞的敲击声主要取决于气缸的最大爆发压力和活塞与缸壁之间的间隙,所以和燃烧和发动机的结构有关)。使用中,活塞与缸壁的间隙、发动机转速、负荷及气缸的润滑条件是主要影响因素。 2、气门噪声。 特别是在高速时产生的气门不规则运动,主要是由于惯性力过大,以致超出了气门弹簧的弹力而引起的。 因此,控制惯性力所激发的振动,如合理设计凸轮线形,提高配气机构的刚度,减轻配气机构零件的质量等,可以减小配气机构间隙,减小气门尾部的撞击声;采用液压挺杆可降低气门开、关噪声。 3、正时齿轮噪声 其形成主要是在交变载荷下齿轮刚度周期性变化、齿轮制造误差

27、和表面粗糙度以及曲轴扭转振动引起的转速变化和因驱动配气机构、喷油泵等引起载荷的周期性变化。由于这些原因而使齿轮振动产生噪声,同时通过轴、轴承以及气缸体传到齿轮盖,使壳体激发出噪声。 因此,影响齿轮噪声的因素包括齿轮本身的设计与加工以及齿轮室的结构因素。 4、柴油机喷油系统噪声主要由喷油泵、喷油器和高压油管系统的振动引起。可分为流体性的噪声和机械性的噪声。 流体性的噪声包括油泵压力脉动激发的噪声、空穴现象激发的噪声和喷油系统管道的共振声。 机械噪声主要是喷油泵凸轮和滚动轮体之间的周期性冲击和摩擦声。 此外,凸轮轴、轴承的振动、调速机构等也会产生噪声。 喷油系统噪声随着发动机转速的不断提高,其噪声

28、也相应增大,同时这些噪声的主要频率产生在人耳敏感的几千赫兹的高频区域,因此,它也是不可忽视的噪声源。 三、进、排气噪声 包括:进、排气管中流动气流的压力脉动所产生的低、中频噪声;气流以高速流过气门的进气截面时,形成涡流,产生高频噪声;在气缸内气体产生动力振动过程中,当气门迅速关闭时,进、排气系统中也会产生气体振动,并通过表面传出噪声。 1、进气噪声 主要频率范围在0.050.5kHz,其主要成分为低频噪声。 进气噪声随转速的提高而迅速增强,转速增加,吸入空气流速提高,同时在进气管入口处空气脉动的强度和频率也随着提高;进气噪声受负荷的影响不大,随负荷的增加稍有增加。 2、排气噪声 主要频率范围在

29、0.055kHz之间。 排气噪声随发动机排量、有效功率、有效转矩以及平均有效压力与排气口面积乘积的增大而增大。 四、风扇噪声 风扇噪声主要是空气动力性噪声,它由旋转噪声和涡流声以及零部件的机械噪声所组成。 1、旋转噪声是由风扇旋转的叶片周期性地切割空气,引起空气的压力波动而激发出的噪声,其倍音(各次谐波 )频率为 为基本频率。 2、涡流噪声是由于风扇旋转时叶片周围产生的空气涡流,这些涡流又因粘滞力的作用分裂成一系列独立的小涡流,从而使空气发生扰动,形成压缩和稀疏过程,产生噪声。其频率计算式为v气体与物体(叶片或其它障碍物)之间的相对速度,ms;D 物体的正面在垂直于速度平面上的投影宽度,mm

30、发动机的风扇噪声在低速运转时以涡流噪声占优势,高速时旋转噪声占优势 。 发动机转速超过额定转速10%以后,风扇噪声会超过发动机本体的噪声。 风扇的机械振动噪声是由于气流引起的风扇、导向装置(护风圈)或散热器的振动,以及其它的外部振动激发的机械振动。 降低噪声:液力偶合器、不等距叶片、变叶片扭角的风扇,水温感应电动离合风扇的。增加风扇直径,降低转速,改变风扇叶片材料,采用非金属材料等。5.3.4传动系噪声 包括变速器噪声、传动轴噪声以及驱动桥噪声。一、变速器噪声 主要由齿轮振动噪声、轴承声响、润滑油搅拌声和发动机振动传播到变速器箱体而辐射出的噪声等组成 。 齿轮振动噪声占变速器噪声的绝大部分。

31、内部原因:交变载荷的作用下引起的轮齿刚度周期性的变化和轮齿间的正常啮合关系遭到了破坏。 外部原因 :n变化引起齿轮负荷变化。 齿轮噪声主要是齿轮振动通过轴、轴承,传到壳体上,形成壳体的振动,从而辐射出噪声。 高频噪声主要是基节的偏差引起齿轮在啮合与分离时产生撞击,每秒钟的啮合次数,就是啮合撞击所产生的噪声频率,是齿轮噪声的主要成分。 齿轮啮合的低频噪声,主要是由齿轮的周节累积误差引起的。 变速器噪声与变速器形式、挡位及高低等因素有关,并随着汽车行驶状态、速度、负荷的变化而变化 。 为了减小齿轮噪声,不仅要从设计、制造精度、加工方法等方面把因啮合而引起的撞击声和激振声降低到最小程度,还应在使用过

32、程中注意齿轮的安装精度和啮合印迹的调整。二、汽车传动轴噪声 是由于发动机转矩波动、变速器及驱动桥等振动输入、万向节输入和输出转速转矩的不均衡性及传动轴本身的不平衡引起的 。 传动轴噪声扩散传播主要有两个途径:第一个途径是经传动轴的中间支撑、变速器和后桥传给车身及其部件,引起广泛的振动和噪声;第二个途径是经周围空气直接向外辐射噪声 。一般传动轴噪声能量是很小的,在传动系噪声中不占主要地位。5.3.5轮胎噪声 轮胎噪声包括空气扰动噪声(花纹噪声) 、道路噪声、轮胎弹性振动噪声以及轮胎旋转时搅动空气引起的风噪声。此外,还有汽车紧急制动、转弯、起步和涉水时产生的轮胎噪声。 1、空气扰动噪声(花纹噪声)

33、 汽车在行驶时,因轮胎胎面花纹槽内的空气在接地时被挤压,并有规则地排出,引起周围压力变化而引起的噪声。这种噪声相当大,是轮胎噪声的主要成分。 由于轮胎胎面有各种花纹,当轮胎胎面与地面接触时,胎面受压缩、拉伸,形成泵气、吸气效应。这种泵吸效应在轮胎滚动过程中周期性地发生,在空气中形成辐射噪声。 对于常见的齿形花纹轮胎,当胎面花纹节距相同时,空气扰动噪声的频率为:二、道路噪声 道路噪声是由于路面凹凸不平而产生的噪声。当汽车通过小凸凹路面时凹凸内的空气因受挤压和排放,类似于泵的作用而形成的噪声。 三、轮胎弹性(结构)振动噪声 轮胎弹性(结构)振动噪声是由于轮胎不平衡、胎面花纹刚度变化或路面凹凸不平等

34、原因激发轮胎振动而产生的噪声,其中轮胎的径向振动为主,其振动频率一般在200Hz以下;周向振动主要影响高频噪声。四、风噪声 风噪声与路面无关,它是轮胎在前进和旋转时搅动周围空气而产生的空气振动声。 影响轮胎噪声的因素: 除了轮胎花纹外,车速、负荷、轮胎气压、以及路面状况等使用因素对轮胎噪声的影响也很大。 1、轮胎噪声与车速具有一定的线性关系,随着车速的提高,轮胎噪声也相应增大。 因为轮胎花纹内的空气容积变化速度加快,“气泵”声增大;而胎面花纹承受的激振力也增大,振动声随之增大。2、负荷的影响 随着载荷的增加,胎面花纹的变形增大,轮胎的胎肩逐渐接触地面,横向花纹便容易造成“空腔的封闭”而使噪声增

35、大,而对纵向花纹轮胎则影响不大。3、轮胎气压的影响 轮胎气压增加,轮胎变形小,反之则变形增大。因此,对于齿形花纹轮胎来说,当气压高时,噪声小,而气压低时,噪声大。4、路面状况的影响 主要是路面的粗糙度(约增加7dB) 和潮湿程度(约增加10dB,溅水造成的) 汽车的噪声除上述外,还有在高速行驶时产生的车身干扰空气噪声、制动噪声、贮气筒放气声、喇叭声以及各种专用车辆上的动力装置噪声等。5. 汽车排气污染及噪声检测本节问题:汽车排气污染的检测方法及原理汽车噪声污染的检测方法及原理5.4.1排气污染物的检测 一、汽车怠速试验规范 测量汽油车怠速时排气中HC和CO容积浓度(GB/T38451993)。

36、规定在怠速工况下,水温和润滑油温达到规定的状态,确认排气系统无泄漏,使用不分光红外线分析仪测量. 发动机怠速加速到0.7倍额定转速,维持60秒后降至怠速状态; 将取样探头插入排气管中,深度等于400 m m,并固定; 发动机在怠速状态维持15s后开始读数,读数取30s内最高值和最低值,其平均值即为测量结果。二、汽车行驶试验规范 模拟汽车在典型道路上行驶情况 。 测定时,汽车在底盘测功机上按既定的程序运转,用规定的取样方法和仪器,测定发动机各有害成分的排放浓度或排放量。 轻型车试验工况 最大质量不超过3.5t的燃用普通级无铅汽油的客、货车,应在2030室温下停放6h以上,冷起动后,怠速运转40s

37、,然后按图515运转4个循环,每循环历时195s,最高车速50km/h,平均车速19km/h,理论行驶距离1.013km,4个循环试验距离为4.05km,用定容取样法取样。 我国现行的重型车测试规范是按GB176951999 规定的压燃式发动机和装用压燃式发动机车辆13工况法。 三、柴油机烟度测定试验工况 烟度测定工况分为稳态与非稳态两种 。 1、稳态烟度测量 在全负荷稳定转速时测量,用以监测汽车柴油机碳烟排放。适于在台架上进行,但较难在汽车、拖拉机上测定,对于高度强化和增压柴油机,由于在突然加速过程中排烟浓度很大,因此稳态测量不能全面反映柴油机的排烟性能。 2、非稳态烟度测量 有自由加速法和

38、控制加速法两类。 自由加速法是柴油机从低速怠速状态突然加速至高速空载过程中进行排烟测定的一种方法。 GB38471999:首先使发动机在怠速下运行,然后将加速踏板急速踏到底,约4s后松开,反复3次后开始测量。正式测量重复4次,每次历时20s,取后3次读数的算术平均值为所测烟度,采用不透光烟度计测定。 排气分析的取样方法 主要有四种,即直接取样法(Direct Sampling)、全量取样法(Full Flow Sampling)、比例取样法(Proportional Sampling)和定容取样法(Constant Volume Sampling,简称CVS)。其中CVS法是一种接近于汽车排气扩散到大气中的实际状态的取样方法。 CVS法是将排气全部用清

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