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随着工业技术的不断发展,噪声污染问题日渐突出,噪声已经成为一种严重的环境公害。人们对环境保护和车辆乘坐舒适性的要求也不断提高,作为车辆噪声的主要来源,发动机的振动噪声问题逐渐成为国内外研究的热点问题。对柴油机噪声进行探究及控制优化,无论在理论研究还是工程实用方面,都具有非常重要的意义。 以一台四缸增压柴油机为研究对象,依据GB/T1859-2000对柴油机进行噪声试验研究,并采取多项改进措施,实现对柴油机噪声的控制优化。主要研究工作包括: 1)根据发动机的结构和工作原理,分析了其噪声的产生机理和传播路径;对发动机各种噪声进行了分类,并分析其产生原因;阐述了发动机噪声源的识别理论和方法。 2)通过九点整机噪声测量法和近声场1/3倍频程频谱分析法,对柴油机进行噪声源识别试验,分析该柴油机噪声的基本性质和主要噪声来源。试验结果表明:原机对外辐射噪声较大,声功率级达到了112.45dB(A);声压级在80Hz附近处有明显峰值,与发动机二阶往复惯性力作用频率相吻合;发动机机体的一阶固有频率在160Hz左右;1000Hz~5000Hz频率范围的噪声对整机噪声的影响最大;柴油机表面辐射噪声的主要噪声源排序是前端、油底壳、机体、喷油泵、顶端。 3)针对原机噪声源识别试验结果,分别采取改变供油提前角、发动机标定功率、增压器类型、喷油嘴开启压力、喷油泵参数和换用铸铝油底壳、铸铝进气管以及采用油底壳加强板、前端覆盖、增压器覆盖、排气歧管覆盖等相应的降噪措施,对比分析各措施对发动机噪声的影响。结果表明,改进后,发动机整机噪声声功率级降低了2.26dB(A),达到了预期的降噪效果,同时为后续工作及系列发动机的降噪改进奠定了基础。 4)以该柴油机油底壳为研究对象,建立油底壳的有限元模型,并利用ANSYS软件对其进行有限元模态分析,然后采取材料优化和结构优化改进措施,对油底壳噪声进行优化控制,最后通过噪声对比试验验证其降噪效果。结果表明,优化改进后,油底壳固有频率和模态振型都得到了改善,其近声场声压级降低了1.87dB(A),发动机整机噪声声功率级降低了0.62dB(A),达到了一定的降噪效果,同时对壳类薄壁零件的降噪工作具有一定的指导意义。