內(nèi)燃機(jī)活塞拍擊及其噪聲研究.pdf

1、內(nèi)燃機(jī)活塞拍擊作為內(nèi)燃機(jī)振動的主要激勵源之一,其引起的噪聲是內(nèi)燃機(jī)僅次于燃燒噪聲的最大的機(jī)械噪聲。隨著內(nèi)燃機(jī)向高速化,輕量化發(fā)展,內(nèi)燃機(jī)機(jī)械噪聲也因此顯得更加突出,同時(shí)抑制燃燒噪聲技術(shù)措施一般與內(nèi)燃機(jī)提高動力性的要求相矛盾,因此控制內(nèi)燃機(jī)表面輻射噪聲的重心一般放在機(jī)械噪聲源的控制上,而活塞拍擊噪聲作為內(nèi)燃機(jī)最大的機(jī)械噪聲源,理所當(dāng)然的是內(nèi)燃機(jī)機(jī)械噪聲控制的重點(diǎn),因此開展內(nèi)燃機(jī)活塞拍擊發(fā)生機(jī)理研究,實(shí)現(xiàn)對拍擊引起的噪聲定量的描述,探索清楚

2、活塞拍擊噪聲的各種影響因素,并對各主要影響因素進(jìn)行定量分析,對掌握內(nèi)燃機(jī)機(jī)械噪聲控制核心技術(shù),降低道路交通噪聲,緩解環(huán)境噪聲具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先從活塞工作過程中的受力分析入手,結(jié)合活塞與缸壁可能的接觸情況,建立了內(nèi)燃機(jī)活塞拍擊動力學(xué)模型。模型綜合考慮了內(nèi)燃機(jī)工作過程中活塞、缸套的熱膨脹問題和活塞環(huán)、活塞裙部與缸壁之間潤滑油膜的影響作用,進(jìn)一步提高了動力學(xué)模型的精度。借助傳遞函數(shù)方法對建立的活塞拍擊動力學(xué)模型的正確性和精確性進(jìn)行了

3、試驗(yàn)驗(yàn)證,對比理論和試驗(yàn)結(jié)果表明:建立的活塞拍擊動力學(xué)模型具有很好的精度。采用四階龍格庫塔(Rung-Kutta)數(shù)值算法編程對建立的活塞拍擊動力學(xué)模型進(jìn)行求解,深入分析活塞拍擊發(fā)生過程中活塞水平方向的平動、繞活塞銷軸線的轉(zhuǎn)動、活塞所受側(cè)向力、活塞拍擊力。并就內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和活塞銷偏移量對活塞拍擊力的影響規(guī)律進(jìn)行了分析。分析表明:在吸氣、壓縮和排氣行程活塞慣性力引起的活塞所受側(cè)向力是活塞拍擊的主要原因;而在爆發(fā)行程,燃?xì)獗l(fā)壓力引起的活塞所

4、受側(cè)向力成為活塞拍擊的主導(dǎo)因素?；诨钊膿魟恿W(xué)模型,針對活塞拍擊噪聲發(fā)生機(jī)理及特征,建立了采用四極子脈動球源定量描述內(nèi)燃機(jī)活塞拍擊噪聲的理論聲學(xué)模型,從而實(shí)現(xiàn)對內(nèi)燃機(jī)活塞拍擊噪聲的定量描述,并通過聲強(qiáng)法測量聲功率對建立的聲學(xué)理論模型的準(zhǔn)確性和精確性進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,對比理論和試驗(yàn)結(jié)果表明:建立的活塞拍擊噪聲理論聲學(xué)模型具有很好的精度。借助建立的活塞拍擊噪聲理論聲學(xué)模型,深入探討了配缸間隙、活塞銷偏移量、連桿比、活塞裙部剛度、曲軸軸線偏