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前言
對(duì)于輪式裝載機(jī)來(lái)說(shuō)，其噪聲包括輻射噪聲和司機(jī)室內(nèi)耳旁噪聲兩部分。輻射噪聲的構(gòu)成比較復(fù)雜，但主要來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲和冷卻風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲以及發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)誘發(fā)所產(chǎn)生的車身結(jié)構(gòu)噪聲；裝載機(jī)的司機(jī)室內(nèi)噪聲主要是低頻聲，它是由發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力總成的振動(dòng)所誘發(fā)的結(jié)構(gòu)噪聲。與低頻結(jié)構(gòu)噪聲相關(guān)的部件有動(dòng)力總成系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、車身系統(tǒng)等，總的來(lái)說(shuō)，動(dòng)力傳動(dòng)系及其相關(guān)零部件是振動(dòng)的主要來(lái)源，它們之間的優(yōu)化組合是降低噪聲的首要任務(wù)。
１發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲
發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、噪音是裝載機(jī)振動(dòng)和噪音的大來(lái)源。柴油機(jī)上的激振力可分為燃燒發(fā)生的直接激振力和柴油機(jī)工作時(shí)的機(jī)械力。
柴油機(jī)上的噪聲按其產(chǎn)生的機(jī)理可分為三大類，即空氣動(dòng)力性噪聲，燃燒噪聲和機(jī)械噪聲，而排氣系統(tǒng)中的空氣動(dòng)力性噪聲通常是主要的噪聲源，一般來(lái)說(shuō)，如果能夠有效地降低柴油機(jī)的排氣噪聲，就能大幅度地降低柴油機(jī)的總噪聲級(jí)。
在正常情況下，柴油機(jī)噪聲隨其轉(zhuǎn)速的增加直線上升。自然吸氣式四沖程柴油機(jī)每增加１０倍轉(zhuǎn)速，噪聲增大３０ｄＢ（Ａ），四沖程增壓式柴油機(jī)每增加１０倍轉(zhuǎn)速，噪聲增量為４０ｄＢ。若在增速過(guò)程中出現(xiàn)噪聲峰波，就是噪聲源識(shí)別當(dāng)中的問(wèn)題所在，可以用１／３倍頻程頻譜分析，初步查明主要噪聲成分。
空氣動(dòng)力性噪聲
排氣噪聲產(chǎn)生機(jī)理：柴油機(jī)工作過(guò)程中，在排氣閥處，氣體的流動(dòng)是不穩(wěn)定的，它以壓力波動(dòng)的方式，傳到排氣系統(tǒng)的出口，在尾管出口處，連速度波動(dòng)產(chǎn)生了輻射噪聲，可見(jiàn)排氣噪聲來(lái)源于排氣系統(tǒng)內(nèi)的不穩(wěn)定流動(dòng)。排氣噪聲的定義通常指的是排氣系統(tǒng)輻射出來(lái)的總的噪聲，包括管壁和消音器壁的輻射噪聲以及尾管出口的氣動(dòng)輻射噪聲，若將排氣系統(tǒng)的管壁和消音器壁假設(shè)為剛性的，則排氣噪聲指的是僅氣體動(dòng)力性噪聲。降低排氣噪聲有效方法就是設(shè)計(jì)安裝一個(gè)高效、低阻力的排氣消音器。影響排氣噪聲的主要有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、氣缸數(shù)、負(fù)荷、排氣管尺寸等。
內(nèi)燃機(jī)排氣開(kāi)始時(shí)，燃?xì)鉁囟燃s為８００－１０００℃，壓力約為０．４－０．５Ｍｐａ，但排氣閥打開(kāi)出現(xiàn)縫隙時(shí)，廢氣以脈沖的形式從縫隙中沖出，形成能量很高、頻率很復(fù)雜的噪聲。根據(jù)排氣過(guò)程產(chǎn)生噪聲的機(jī)理，有以下幾種成分。
①氣壓力脈動(dòng)聲；
②流通過(guò)氣門、氣門座等處發(fā)生的渦流聲；
③由于邊界層氣流擾動(dòng)發(fā)生的噪聲
④排氣出口噴流噪聲。
多缸柴油機(jī)排氣噪聲的頻譜中，低頻出往往存在一個(gè)明顯的噪聲峰值，這個(gè)噪聲就是基頻噪聲。由于各氣缸排氣是在指定的相位上周期性進(jìn)行。因而這是一種周期性噪聲。基頻噪聲的頻率和每秒鐘的排氣次數(shù)，即爆發(fā)頻率是相同的。基頻噪聲的頻率計(jì)算公式為：
ｆ＝Ｎｎ／６０τ
式中：Ｎ——柴油機(jī)氣缸數(shù)；
ｎ——柴油機(jī)轉(zhuǎn)速；（ｒ／ｍｉｎ）
τ——內(nèi)燃機(jī)沖程系數(shù)；四沖程τ＝２，二沖程τ＝１
燃燒噪聲
通常把燃燒時(shí)氣缸壓力通過(guò)活塞、連桿、主軸承傳至發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體以及通過(guò)氣缸蓋等引起內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)表面振動(dòng)而輻射的噪聲稱為燃燒噪聲。柴油機(jī)工作時(shí)燃燒室在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生高溫高壓的燃燒，急速地釋放出能量。這種急劇的壓力升高激發(fā)起發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)，從而輻射出噪聲。很明顯，氣缸壓力是燃燒噪聲的強(qiáng)制力，因此燃燒噪聲與氣缸壓力有函數(shù)關(guān)系，此外還與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的剛度，發(fā)動(dòng)機(jī)表面的聲輻射效應(yīng)及周圍空氣的傳遞特性有關(guān)。
柴油機(jī)的燃燒過(guò)程通常分為四個(gè)階段——著火延遲期、急燃期、緩燃期和后燃期。對(duì)柴油機(jī)燃燒過(guò)程的研究一般采用壓力曲線（Ｐ—中）分析的方法。圖１是典型的氣缸壓力曲線。
氣缸壓力與燃燒噪聲都是周期現(xiàn)象，氣缸壓力的頻率成分支配燃燒噪聲的頻率成分。將氣缸壓力與燃燒噪聲都進(jìn)行傅里葉分析可以了解到聲壓級(jí)與氣缸壓力級(jí)有明顯的依賴關(guān)系是在較高的頻段。不管從壓力曲線圖或頻譜圖上分析，很顯然降低燃燒噪聲的關(guān)鍵是控制燃燒壓力的升高率。也就是說(shuō)，柴油機(jī)應(yīng)力求選用柔和的工作過(guò)程。壓力升高率取決于著火延遲和燃料噴射規(guī)律。因此，降低燃燒噪聲的一般方法有兩個(gè)方面：
①提高壓縮比，適當(dāng)延遲噴油提前角，使用十六烷值高的燃料。這類措施用于縮短著火延遲期。
②減小初期的燃料噴射率，利用進(jìn)氣渦流減少著火前的可燃混合氣量。
機(jī)械噪聲
由于柴油機(jī)上運(yùn)動(dòng)副很多，所以引起的機(jī)械激振力也很多，其中有活塞與氣缸敲擊產(chǎn)生的噪聲，正時(shí)齒輪響聲，燃油噴射系統(tǒng)噪聲，配氣機(jī)構(gòu)噪聲等。
在發(fā)動(dòng)機(jī)中，曲軸、飛輪、皮帶輪等轉(zhuǎn)動(dòng)部件中的任何一個(gè)都會(huì)形成振動(dòng)力，由于這個(gè)振動(dòng)力與部件的不平衡量成正比，與其每分鐘轉(zhuǎn)速的平方成正比，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，振動(dòng)也被急劇放大，所以轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間的平衡量好小一些。其它機(jī)械噪音來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、氣門機(jī)構(gòu)等，構(gòu)成了發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的一部分，如活塞敲缸，挺桿噪音，氣門開(kāi)閉所產(chǎn)生的噪音，氣門和氣門彈簧振動(dòng)所產(chǎn)生的噪音，以及正時(shí)鏈與鏈輪嚙合時(shí)產(chǎn)生的噪音。
活塞敲缸是活塞側(cè)面敲擊缸壁所產(chǎn)生的噪音，當(dāng)作用到活塞上的壓縮壓力轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵龎毫r(shí)，就產(chǎn)生了敲缸。活塞敲缸因活塞間隙的不同而不同，活塞間隙大時(shí)，有可能產(chǎn)生敲缸聲。活塞敲缸的特點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)時(shí)很響，因此時(shí)活塞間隙大，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的溫升，聲音也變小。要減輕活塞敲缸，必須減少主側(cè)壓力，因此有些發(fā)動(dòng)機(jī)將活塞銷的中心與活塞中心線偏離一定距離，即可減少敲缸聲。減少活塞敲缸的另一方法是在活塞裙部安裝鋼架，用以減少活塞裙部的熱變形，從而可使用尺寸略大的活塞，將活塞間隙減小，使活塞敲缸聲變小。
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