发动机噪声一、声学基本知识二、发动机噪声源三、风扇设计四、发动机降噪措施1、声波的波长、频率和声速声音传播时，由于发声体的振动使周围的空气形成周期性的疏密状态，两个相邻密集或相邻稀疏间的距离称之为波长（λ）。即振动经过一个周期（T），声波传播的距离。每秒媒质质点振动的次数，称为频率f。显然，f=1/T。频率和波长的乘积，就是声速，用C表示，单位（m/s）。C=f·λ2、声能量、声功率和声强声波传播中，一方面使媒质质点在平衡位置附近来回振动，获取振动动能，同时在媒质中产生了压缩和膨胀的疏密过程，使媒质具有形变的势能，两部分能量之和，就是声能量。声功率：声源在单位时间内辐射的总能量称为声源的声功率W，单位为瓦。声强：在自由声场中，单位时间在垂直于波的传播方向上单位面积所通过的声能量，称为声场，用I表示。（W/m2）3、声波的反射、折射和透射声波入射到两媒质分界处时，一般会在原来的媒质中发生反射声波，同时还有一部分声波将透射到界面另一侧的第二种媒质中。4、声波的叠加设声场中存在P1、P2、P3……Pn，n个独立声波，在某点总声压叠加原理为nP=P1+P2+……+Pn=ΣPii=1如果两个声波频率相同,他们之间的相位差仅与空间位置有关，对于固定地点，则相位差恒定，此时将发生声波干涉。在一般的噪声问题中，所遇到的声波频率不同，或不存在固定的相位差，或者两者都有，那么将不发生干涉。5、级与分贝的概念在我们所处的声学环境中，会遇到声场从弱到强范围很宽的各种声音。在如此广阔范围的能量变化，直接使用声功率和声压的数值很不方便，在声学中普遍使用对数坐标来度量声压、声强、声功率，分别成为声压级、声强级和声功率级，单位用分贝(dB)表示。汽车发动机噪声按照其来源分成燃烧噪声、机械噪声、表面辐射噪声和空气动力学噪声。燃油在气缸内燃烧，压力急剧升高，相当于无数个小锤敲击气缸，引发气缸和其他零部件的振动，这就是燃烧噪声。发动机零件运动方向和速度大小的不断变化造成各种冲击力，也引发振动，这是机械噪声。各种振动传到发动机表面而发出的噪声是表面辐射噪声。而空气动力噪声，就是发动机空气流动时产生的噪声。振动与噪声是一对孪生兄弟——发动机噪声主要由振动引起，而发动机振动还会引发汽车车身的振动与噪声。国际上和我国都对内燃机噪声制定了严格的限制标准，跟排放法规一样，如果噪声超过了法规限值，同样不容许出厂销售。所以汽车发动机厂家现在都把降低发动机振动与噪声作为一项头等重要任务。就燃烧噪声而言，柴油机比汽油机更为突出。为了降低柴油机的燃烧噪声，可以推迟喷油，使燃烧平缓，但都会使发动机的动力性能和燃油经济性下降。电子控制可以在这两者之间达到最佳的折衷、匹配。冷发动机的噪声比热发动机更大。一项最重要的解决措施是，在将大量柴油喷入气缸之前先喷入一小部分柴油，也可以将原本一次喷入的柴油分四次甚至五次喷入。汽车发动机机械噪声的种类很多，提高零件加工精度是降低机械噪声最有效的办法。较大型的发动机还要避免曲轴扭振，否则，不仅发动机自身的噪声大，整车也会受它的影响而产生剧烈的振动。单缸机、两缸机和四缸机还必须配置平衡轴。为降低气门传动链零件之间的噪声，必须采用液压补偿元件，如液压挺杆等。可是，如果机油压力不够，或者机油中混入太多的空气，液压挺杆也会产生噪声。此外，齿轮传动也会发出噪声。发动机的所有零件磨损到一定程度都必须更换，否则噪声更严重。表面辐射噪声跟零件刚度有关。薄壁零件要用加强筋减少振动和噪声。这就跟敲锣一样，如果用手捂住锣面，锣声会立刻止住。设计时可用计算机仿真，预测零件的噪声大小，不断加以改进。空气动力性能噪声主要由排气噪声、冷却风扇、散热水箱、转动主轴震动等引起。降低排气噪声的有效方法是使用消声器。风扇噪声是由旋转噪声和涡流噪声组成。旋转噪声由旋转风扇叶片切割空气气流产生周期性振动而引起。涡流噪声是气流在旋转的叶片截面上分离时，由于气体具有粘性，使滑脱或分裂成一系列的漩涡流，从而辐射一种非稳定的流动噪声。第一节概述汽车冷却风扇是汽车发动机冷却系中的一个重要部件之一，以下简称风扇。风扇消耗功率约占发动机额定功率的3%～10%（电动风扇除外）。如果设计优良、风扇安装及匹配合理，则风扇在工作时消耗功率仅为发动机额定功率的3%～5%。为保证汽车发动机的正常工作，对风扇设计提出各种要求：需要风扇提供足够的风量；有一定的风扇压头值以克服系统阻力；风扇直径对散热器芯部的覆盖面积要足够大，使通过散热器的风速均匀；在要求风量大的同时要求风扇消耗功率要小、静效率要高且等效率区域宽阔要求风扇尽可能在高效率区域工作；要求风扇结构紧凑、质量轻、噪音小、适合大量生产、成本低，采用风扇护风罩避免回流损