梁福貴

（廣西玉柴機(jī)器股份有限公司，廣西玉林545007）

降低某系列柴油機(jī)噪聲攻關(guān)

梁福貴

（廣西玉柴機(jī)器股份有限公司，廣西玉林545007）

本文就玉柴公司配套輕卡的某系列柴油機(jī)噪聲大，不滿(mǎn)足國(guó)家法規(guī)要求的問(wèn)題，通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)找出影響噪聲的主要原因，提出解決方案，最終有效降低了該機(jī)型噪聲，使之符合了國(guó)家法規(guī)要求，此成功經(jīng)驗(yàn)為提高發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲水平提高借鑒。

柴油機(jī)；噪音；齒輪；機(jī)體

近年來(lái)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)迅猛發(fā)展，汽車(chē)保有量日益增加，車(chē)輛噪聲已經(jīng)成為城市環(huán)境中最主要的噪聲源。隨著人們生活水平的提高，人們的環(huán)保意識(shí)在加強(qiáng)，對(duì)汽車(chē)噪聲水平和乘坐舒適性的要求也越來(lái)越高，與此同時(shí)，我國(guó)限制噪聲的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越嚴(yán)格，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲作為汽車(chē)的主要噪聲源備受關(guān)注。

2012年3月，某汽車(chē)廠(chǎng)反饋，某型號(hào)載貨車(chē)配置玉柴某系列柴油機(jī)存在噪聲大、不滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，而同樣底盤(pán)配置其它廠(chǎng)家柴油機(jī)時(shí)噪音較小，因此認(rèn)為整車(chē)噪音大的原因是玉柴公司柴油機(jī)本體噪音太大。為盡快使產(chǎn)品及時(shí)推出滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，汽車(chē)廠(chǎng)要求玉柴公司對(duì)某系列柴油機(jī)立即進(jìn)行攻關(guān)降噪。

1 玉柴某系列柴油機(jī)噪聲現(xiàn)狀

1.1 車(chē)外加速噪聲對(duì)比國(guó)標(biāo)情況

YC某系列發(fā)動(dòng)機(jī)共測(cè)試6個(gè)車(chē)型，3個(gè)EGR和3個(gè)共軌發(fā)動(dòng)機(jī)，4個(gè)達(dá)到國(guó)際噪聲法規(guī)限值83dB，達(dá)標(biāo)概率66.67%，但是達(dá)標(biāo)都是處于臨界狀態(tài)。如圖1所示。

圖1 某發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)外加速噪聲測(cè)試值

1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)本體噪聲與競(jìng)品對(duì)比情況

為了解某系列發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲在行業(yè)中的水平，某汽車(chē)廠(chǎng)做了某發(fā)動(dòng)機(jī)與行業(yè)標(biāo)桿產(chǎn)品歐馬可發(fā)動(dòng)機(jī)、奧鈴發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)比，對(duì)三種發(fā)動(dòng)機(jī)分別進(jìn)行了原地不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下的噪聲測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

圖2 某發(fā)動(dòng)機(jī)與競(jìng)品噪聲對(duì)比情況

由上圖可見(jiàn)，在不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，某發(fā)動(dòng)機(jī)均比競(jìng)品噪聲高，且差距明顯。

1.3 降噪目標(biāo)

為了能夠降低整車(chē)噪聲，汽車(chē)廠(chǎng)已開(kāi)展了大量的降噪項(xiàng)目，涉及變速箱、輪胎、車(chē)橋等整車(chē)零部件，但由于相對(duì)競(jìng)品某發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲太高，很難達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，希望玉柴配合開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)本體降噪工作。根據(jù)與競(jìng)品比較，汽車(chē)廠(chǎng)建議YC某發(fā)動(dòng)機(jī)本體噪聲降低2 dB（A）以上。

2 噪聲源分析

發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的噪聲主要有三種類(lèi)型：燃燒噪聲、機(jī)械噪聲和空氣動(dòng)力噪聲。其中燃燒噪聲和機(jī)械噪聲是主要的噪聲源，由于優(yōu)化燃燒噪聲需要兼顧到發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率、動(dòng)力和排放水平，難度大、周期長(zhǎng)，因此本次攻關(guān)主要從機(jī)械噪聲方面進(jìn)行改進(jìn)，主要分析機(jī)械方面的噪聲源。

2.1 原機(jī)噪聲

發(fā)動(dòng)機(jī)的最初狀態(tài)（原機(jī)），測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。原機(jī)整機(jī)噪聲如圖3所示。

表1 原機(jī)整機(jī)噪聲

圖3 原機(jī)整機(jī)噪聲

對(duì)噪聲影響最大的點(diǎn)是進(jìn)氣側(cè)，其次是排氣側(cè)，再次是頂面和前端面。

2.2 噪聲源聲學(xué)掃描

由于發(fā)動(dòng)機(jī)原機(jī)噪聲主要集中在進(jìn)氣側(cè)、排氣側(cè)，因此對(duì)這兩個(gè)部位在怠速下進(jìn)行噪聲源聲學(xué)掃描，以期找出產(chǎn)生噪聲的主要零部件。

2.2.1 進(jìn)氣側(cè)怠速

從測(cè)試結(jié)果看，噪聲最大位置為齒輪室位置如圖4所示。

去掉油底殼屏蔽之后，從油底殼延機(jī)體群部到齒輪室，噪聲相差并不大如圖5所示。

圖5 進(jìn)氣側(cè)屏蔽油泵+泵下機(jī)體+齒輪室

去掉齒輪室部分屏蔽之后，該位置的噪聲就顯得更加明顯如圖6所示。

圖6 進(jìn)氣側(cè)屏蔽油泵+泵下機(jī)體

去掉泵下機(jī)體部分屏蔽之后，該位置的噪聲無(wú)明顯變化。噪聲最大位置在齒輪室位置如圖7所示。

圖7 進(jìn)氣側(cè)屏蔽油泵

去掉所有屏蔽之后，齒輪室仍然是主要噪聲源。從進(jìn)氣側(cè)的聲學(xué)掃描來(lái)看齒輪室成為進(jìn)氣側(cè)的主要噪聲來(lái)源如圖8所示。齒輪室的噪聲主要是各齒輪傳動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械噪聲。

圖8 進(jìn)氣側(cè)原機(jī)

2.2.2 排氣側(cè)怠速

屏蔽油底殼等位置之后，排氣側(cè)的主要噪聲位置從機(jī)體裙部到機(jī)油冷卻器邊緣很大一片位置如圖9所示。

圖9 排氣側(cè)屏蔽油底殼+增壓器+排氣管+出水總管

取消屏蔽油底殼+排氣管位置之后，排氣側(cè)的主要噪聲位置仍然在機(jī)體裙部到機(jī)油冷卻器邊緣很大一片位置如圖10所示。

圖10 排氣側(cè)屏蔽增壓器+出水總管

取消屏蔽增壓器+出水總管位置之后，即原機(jī)主要噪聲位置仍然在機(jī)體裙部到機(jī)油冷卻器邊緣如圖11所示。機(jī)體裙部的噪聲主要是由曲軸、連桿和活塞傳遞過(guò)來(lái)的燃燒噪聲。

圖11 排氣側(cè)原機(jī)噪聲

3 制定降噪計(jì)劃

從聲學(xué)掃描的結(jié)果可知，發(fā)動(dòng)機(jī)的主要噪聲源在進(jìn)氣側(cè)的齒輪室位置和排氣側(cè)的機(jī)體裙部位置，因此針對(duì)這兩個(gè)主要噪聲源位置進(jìn)行降噪，具體如表2.

表2 噪聲源位置降躁處理表

4 降噪方案驗(yàn)證

采用消隙齒輪和增加加強(qiáng)筋的機(jī)體新裝了一臺(tái)降噪樣機(jī)并做了相關(guān)的臺(tái)架試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 降噪機(jī)噪聲

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)做出降噪機(jī)與原機(jī)的整機(jī)噪聲對(duì)比圖，如圖12所示。

圖12 降噪機(jī)與原機(jī)的噪聲對(duì)比

通過(guò)以上圖表可知，采用降噪措施后，發(fā)動(dòng)機(jī)整體噪聲在不同的轉(zhuǎn)速下下降了1.4~2.3 dB（A），達(dá)到了汽車(chē)廠(chǎng)要求的目標(biāo)。

5 結(jié)論

綜上所述，某系列柴油機(jī)的主要噪聲分布在進(jìn)氣側(cè)的齒輪室部位和排氣側(cè)的機(jī)體部位，噪聲源主要來(lái)源于齒輪室內(nèi)各齒輪嚙合的高速傳動(dòng)噪聲和機(jī)體內(nèi)曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳遞的燃燒噪聲，因此采取了以下兩項(xiàng)改善措施：

（1）通過(guò)采用消隙齒輪消除了齒輪傳動(dòng)間以降低了齒輪的嚙合噪聲。

（2）通過(guò)增加機(jī)體加強(qiáng)筋提高了機(jī)體的強(qiáng)度，避開(kāi)了共振頻率，減小機(jī)體的噪聲輻射。

試驗(yàn)結(jié)果表明以上方案降噪效果顯著，整機(jī)噪聲降低了0.8~1.0 dB.

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展，汽車(chē)用戶(hù)群體逐漸年輕化，人們對(duì)汽車(chē)的舒適性要求也越來(lái)越高，較低的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲已然成為發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的賣(mài)點(diǎn)之一，因此不斷改善發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲是國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)當(dāng)前非常重要的工作，是進(jìn)軍高端發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)必須攻克的難題之一。降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲需要有效的識(shí)別噪聲源并采用先進(jìn)的制造技術(shù)加以改進(jìn)，本文以改善某系列發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲為例，論述了噪聲源的分析方法，并提出了有效的改進(jìn)措施，為降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲提供借鑒作用，但是國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲水平仍然與世界先進(jìn)水平存在較大差距，發(fā)動(dòng)機(jī)降噪的工作仍然任重道遠(yuǎn)。

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Research on Reducing Noise of Series Diesel Engine

LIANG Fu-gui
（Guangxi Yuchai Machinery Co.，Ltd.，Yulin Guangxi 537005，China)

This paper aimed the noise problem of yuchai company a series diesel engine matching light card，it does not meet the requirements of national laws and regulations，through theoretical analysis and experiment to find the main reasons affecting the noise，propose solutions，finally effectively reduce the aircraft noise，to meet the requirement of national laws and regulations，the successful experience to improve the engine noise level reference. Key words：diesel engine；noise；gear；cylinder block

U464.172

A

1672-545X（2017）06-0126-04

2017-03-21

梁福貴（1981－），男，廣西桂林人，工程師，工學(xué)學(xué)士、管理學(xué)碩士，主要研究方向：發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。