发动机振动与噪声源分析

汇报人:2024-01-29发动机振动与噪声源分析目录CONTENCT引言发动机振动源分析发动机噪声源分析振动与噪声传播路径分析发动机振动与噪声控制策略发动机振动与噪声测试技术总结与展望01引言010203探究发动机振动与噪声产生的机理和原因降低发动机振动和噪声，提高乘坐舒适性和环保性能为发动机设计、制造和维修提供理论和技术支持目的和背景发动机振动与噪声的分类和特点发动机振动与噪声的产生机理和原因分析发动机振动与噪声的测量和评价方法降低发动机振动与噪声的技术措施和研究进展汇报范围02发动机振动源分析燃烧压力波动爆震现象燃烧室积碳由于燃料在气缸内的燃烧过程不均匀，导致燃烧压力波动，进而引发发动机振动。当发动机燃烧室内的混合气自燃时，会产生爆震现象，引起强烈的振动和噪声。积碳会影响燃烧室的形状和容积，导致燃烧过程不稳定，从而产生振动。燃烧过程振动80%80%100%机械部件振动曲轴在运转过程中会受到周期性变化的扭矩作用，引发扭转振动。连杆在传递动力的过程中会发生摆动，导致发动机产生横向振动。配气机构的运动件在高速运转时会产生冲击和摩擦，引发振动和噪声。曲轴扭转振动连杆摆动配气机构振动进气歧管振动排气系统振动涡轮增压器振动进排气系统振动排气系统内的气体流动和排气门开闭会产生冲击和振动，影响发动机的平稳性。涡轮增压器的旋转部件和固定部件之间存在摩擦和冲击，引发振动和噪声。进气歧管内的气体流动会引起管壁振动，进而传递到发动机机体上。03发动机噪声源分析由于进气门周期性开启和关闭，引起进气管道内空气的压力和速度波动，从而产生噪声。进气噪声排气噪声风扇噪声高温、高压的废气在排气门开启时瞬间排出，经过排气管道、消声器等部件时产生强烈的噪声。发动机冷却风扇旋转时，叶片与空气相互作用产生涡流和湍流，引起空气动力噪声。030201空气动力噪声活塞在气缸内往复运动时，由于侧向力和惯性力的作用，会产生敲击气缸壁的现象，从而产生噪声。活塞敲击噪声气门、凸轮轴等配气机构部件在高速运转时，由于摩擦、碰撞和振动等原因产生噪声。配气机构噪声发动机内部的齿轮在啮合过程中，由于齿面间的摩擦和冲击产生噪声。齿轮啮合噪声机械噪声燃油在气缸内燃烧时，由于燃烧速度过快或燃烧室内压力过高，导致燃烧室内产生强烈的压力波动，从而产生噪声。爆燃噪声燃油在气缸壁上形成油膜并点燃，导致燃烧室内压力波动增大，产生噪声。表面点火噪声在进气管道内，由于混合气过稀或点火时间过迟等原因，导致混合气在进气门关闭前燃烧，从而产生回火现象并伴随强烈的噪声。回火噪声燃烧噪声04振动与噪声传播路径分析由燃烧过程、活塞运动等引起的内部振动，通过发动机结构传递。发动机内部振动发动机通过悬置系统与车架连接，悬置系统的刚度和阻尼特性影响振动的传递。发动机悬置系统车架和车身作为振动的主要承载结构，其振动模态和频率响应特性对振动传递有重要影响。车架和车身振动传播路径03液体和固体传播发动机内部的液体（如冷却液、润滑油）和固体部件（如齿轮、轴承）也可能成为噪声的传播路径。01空气传播发动机噪声通过空气直接传播到周围环境，包括进排气噪声、风扇噪声等。02结构传播发动机振动通过车架、车身等结构传递，引起结构辐射噪声。噪声传播路径振动引起噪声01发动机振动经过结构传递，可能引起结构辐射噪声，如车架、车身的振动辐射噪声。噪声引起振动02某些情况下，噪声也可能引起结构的振动，如声波在空气中的传播引起的空气振动。振动与噪声的耦合03在发动机运行过程中，振动和噪声往往同时存在并相互影响，形成复杂的耦合关系。例如，发动机的燃烧过程既产生振动也产生噪声，而振动又可能通过结构传递引起辐射噪声。振动与噪声的相互作用05发动机振动与噪声控制策略主动控制通过向系统提供反向振动以抵消原始振动，达到减振的目的。这种方法需要精确的振动检测和控制系统。被动控制采用阻尼材料或结构来吸收或减轻振动能量，如橡胶隔震支座、阻尼合金等。混合控制结合主动和被动控制技术的优点，以实现更有效的振动控制。振动控制策略通过改进发动机设计或使用低噪声技术来降低声源强度，例如优化燃烧过程、采用静音齿轮等。声源控制在噪声传播途径中采取措施，如使用吸声材料、设置声屏障等，以减少噪声传播。传播途径控制为人员提供个人防护装备，如耳塞、耳罩等，以降低接收到的噪声水平。接收者保护噪声控制策略123综合考虑发动机振动和噪声的产生机理，采取一体化控制措施，如改进发动机结构、优化控制系统等。振动与噪声一体化控制针对不同级别的振动和噪声问题，采取多级控制措施，从源头到传播途径全方位降低振动和噪声水平。多级控制利用先进的传感器、算法和控制技术，实现发动机振动和噪声的智能识别、评估和控制。智能控制综合控制策略06发动机振动与噪声测试技术振动分析仪对加速度传感器输出的电信号进行放大、滤波、A/D转换等处理，得到数字化的振动信号。数据采集与处理对数字化的振动信号进行采集、存储和分析，提取振动特征参数。加速度传感器用于测量发动机各部件的振动加速度，将机械振动转换为电信号输出。振动测试技术声级计对传声器输出的电信号进行放大、计权和检波等处理，得到声压级或声功率级。噪声分析仪对声级计输出的信号进行数据采集、分析和处理，提取噪声特征参数。传声器将声压信号转换为电信号输出，用于测量发动机的噪声声压级和频谱。噪声测试技术01020304时域分析频域分析相关分析故障诊断测试数据分析与处理研究振动和噪声信号之间的相关性，揭示它们之间的内在联系和影响因素。通过傅里叶变换等方法将时域信号转换为频域信号，分析信号的频率成分和幅值分布。对振动和噪声信号进行时间历程分析，提取时域特征参数，如峰值、均值、均方根值等。根据振动和噪声特征参数的变化规律，结合发动机的结构和工作原理，对发动机故障进行诊断。07总结与展望通过先进的信号处理技术，成功识别出发动机的主要振动源，包括曲轴、连杆、活塞等运动部件以及气门、喷油器等控制系统部件。振动源识别利用声学成像技术和传声器阵列测量，实现了发动机噪声源的准确定位，揭示了排气系统、进气系统、燃烧过程等为主要噪声源。噪声源定位通过对比实验和仿真模拟，揭示了发动机振动与噪声之间的内在联系，为减振降噪提供了理论依据。振动与噪声关联性分析研究成果总结未来研究方向展望进一步探究发动机内部激励源的产生机理和传播路径，为发动机减振降噪提供更精确的理论指导。发展先进