内燃机表面辐射噪声屏蔽技术的理论与试验研究

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随着城市噪声污染的日益严重,人们对汽车及其发动机的噪声问题给予了越来越多的关注。发动机燃烧激振力和机械激振力通过发动机各结构零件传递到发动机的外表面上,形成表面的振动响应,表面的振动又激发空气质点的振动而形成声波向外辐射。因此对发动机进行降噪一个直接的方法就是对表面噪声进行屏蔽。内燃机表面噪声屏蔽主要分为整体屏蔽和局部屏蔽。由于整体屏蔽存在着占用空间大,维修不便等一些缺陷,因此本文主要是对表面噪声的局部屏蔽进行研究。根据文献检索,一直以来对于内燃机局部噪声屏蔽问题的研究无论是从理论上还是从试验上都不太多。并且从理论方面来说,一般都是采用经验公式,这样就存在不统一的问题。所以作者主要是应用一维弹性波理论及板壳振动理论对局部噪声屏蔽进行理论研究,并用试验来验证理论分析的可靠性。首先,为了达到最佳的隔声效果,屏蔽结构主要是由外部屏蔽板(隔声材料)、吸声材料、阻尼材料组成。在此基础上,作者认为建立既符合工程实际又利于以后的数学建模的结构简易模型是比较重要的。在满足实际工程要求的前提下,首先对局部噪声屏蔽的结构进行了一些简化,又在简化的结构模型的基础上建立理论模型。其次,通过对所建模型进行分析,作者认为通过屏蔽结构的屏蔽板所辐射的噪声主要可以分为两部分来进行考虑:1、在假定没有螺栓连接的情况下,原机体表面向外辐射的声波,通过媒质(空气)传播到屏蔽板上,激励屏蔽板振动而形成噪声,利用一维弹性波理论来分析当隔声结构和机体没有连接时由于声波的激励而造成的外部隔声板的振动。2、假定隔声结构和机体之间通过螺栓连接但隔声板和机体间无空气层时,隔声板辐射的噪声。利用振动响应理论来分析当隔声结构和机体存在连接时的隔声结构的振动。最后,理论的有效性是靠试验来验证的。在混响室内,针对ZH1110型单缸卧式柴油机的气门室罩盖进行了隔声结构声强级的试验研究,并对理论预测和试验结果的一致性问题进行了探讨;测试近场声压级主要是了解在混响室内,当有其它噪声源存在的情况下的隔声效果。从试验结果来分析,试验的误差稍大一些,这主要与测试时室内环境有关。为了得到准确的试验结果,在半自由声场内燃机噪声实验室内作了进一步的隔声试验研究:将原YC6108G型柴油机的油底壳改用复合钢板结构后的降噪试验的研究;对WD615型6缸直列式柴油<WP=4>机机体裙部采用复合阻尼钢板进行1m声压级的隔声试验的研究。通过对理论研究和试验数据分析相结合的方法,验证了所建的模型及理论的准确度。在消声室内,从试验结果来看,采用复合阻尼钢板来进行隔声是非常有效的减振降噪的方法之一,在汽车内燃机噪声控制工程领域有很大的应用前景。
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