陳燁強

摘要： 對于汽車以及工程器械而言，內燃機是最為基本且最為主要的動力來源，如果內燃機出現溫度過高或是噪音過大的問題都會在一定程度之上干擾到其正常運作。致使內燃機出現上述問題的誘發(fā)原因較多，從而在具體規(guī)劃工作中要進行針對性的設計，從而延長內燃機的應用壽命。本文在對內燃機傳熱情況以及振動噪聲情況現狀進行相應的分析研究后，提出具有針對性的噪聲減低技術以及溫度過高控制技術。

Abstract： The internal combustion engine is the most basic and main power source for the automobile and the engineering equipment. If the internal combustion engine has the problem of too high temperature or too much noise， it will disturb its normal operation to some extent. There are many reasons that cause the above-mentioned problems of internal combustion engine， so we should carry on the pertinence design in the concrete planning work， so as to prolong the service life of internal combustion engine. In this paper， the heat transfer and the status of vibration and noise of internal combustion engine are analyzed， and the noise reduction technology and temperature control technology are put forward.

關鍵詞： 內燃機;減噪降溫;結構規(guī)劃;振動原理

Key words： internal combustion engine;noise reduction and temperature reduction;structural planning;vibration principle

中圖分類號：U469.79? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）23-0012-02

0? 引言

近幾年，內燃機實現了大范圍的普及以及運用，有關降噪降溫系統也實現了較為不錯的進步以及發(fā)展，然而，在現實應用階段，還要做好有關優(yōu)化完善工作。減噪降溫系統在內燃機之中屬于重要組成成分，能夠發(fā)揮出維護正常溫度，降低噪音干擾的性能，從而確保工程整體效率得到保障?？梢娨_保內燃機系統保持穩(wěn)定不變，并進行技術方面的更新換代，以此確保系統能夠保持平穩(wěn)正常的運作。

1? 內燃機傳熱問題和振動噪聲問題發(fā)展現狀

1.1 傳熱過高問題

在政府部門提出節(jié)能減排政策后，增強效率以及減少能源損耗，成為了內燃機的主要任務，也就是確保內燃機能夠在較短的時間滿足前期規(guī)劃的溫度范圍，并且在內燃機運作階段，還可進行溫度管控，以確保能夠正常運作。前者能夠防止能量損耗，后者能夠確保工作效率，二者都擁有著極為重要的現實作用。在內燃機工作較長時間后，溫度會相應提升，如此一來要想確保內燃機能夠正常運作，就要安置散熱器。然而在不同溫度環(huán)境下，內燃機運作時所散發(fā)的能量存在差異，低溫環(huán)境下的效率水平較低，對此不僅要做好散熱功能，同時還要安置相關的溫度優(yōu)化設施?，F階段數值方陣方式最為普遍，可以更加高效精確的對有關內燃機傳熱溫度過高情況進行分析工作，除此以外，流固耦合技術在現階段也屬于較為普遍的新型有限元計算方式，它能夠構建立體模型，借助離散方式對最終結果進行計算，以此來改良內燃機結構方面的缺陷以及不足之處。除此以外，傳熱問題，計算工作所得出的數據結論還能夠為后期內燃機降噪降溫工作的解決提供參考價值。

1.2 振動噪聲問題

相比于內燃機傳熱工作溫度超標的情況，振動噪聲時至今日都是國家層面在內燃機領域的重點關注項目，并且有諸多高效解決方案，然而，近幾年我國科技的突飛猛進，使得相關噪音管控工作還要進行綜合性的優(yōu)化以及完善，從而使得管控工作效果進一步提升，最終確保降噪工作能夠實現最終目的。噪音識別和噪音降低共同組成內燃機噪音管控技術工作，合理應用表面振動能夠實現聲輻射的高精度定位，并且這種方式能夠顯著避免熱傳遞或是潤滑油等方面特性的干擾或是破壞，從而使得后期降溫降燥的系統實施擁有堅定的數據基礎。振動噪音管控技術總體上看共有以下四方面構成：通過增加阻尼材料的方法、耦合強迫振動模型、進行不規(guī)則阻力矩和外界反力的設計優(yōu)化、扭矩縱耦合振動方案。上述方式都可以有效降低噪音，并將振動情況管控在一定范圍之內，同時還能夠有效改善輻射聲場。

2? 汽車內燃機過熱問題控制技術設計

2.1 及時排除故障

前部分內容深入探究了內燃機表面振動輻射效率和傳熱情況，進而就初步掌握了內燃機的運作狀況。與此同時，還要對內燃機過熱情況管控技術，做好設計規(guī)劃分析工作。如果內燃機溫度過高，將會造成極為嚴重的故障，例如變形、卡死、融化以及拉缸等情況極易產生，甚至還會增加燃油能源的消耗量，并使得輸出功率顯著下降。諸多外界因素都會致使內燃機溫度過高，例如負載過高、環(huán)境溫度超標、長時間運作以及冷卻系統故障等。一旦出現高溫超標的情況，就要及時排查故障原因，并依據具體誘發(fā)原因進行系統的規(guī)劃以及處理。相關工作的第一步就要排查冷卻液面，一旦位置低于水平線，就代表冷卻水量過低，要及時進行冷卻液的補充，如果此時內燃機及時恢復正常，就代表問題得到了有效的解決。如果一段時間過后再次產生過熱問題，就代表冷卻系統產生的泄漏，此時就要認真排查泄漏的精確位置，從而相應地進行處理工作。第二就要排查水泵以及散熱器的具體情況，如有需要就要對相關故障設施做出及時的更換，從而確保散熱器以及水泵能夠正常運作。最后再進行其他位置的排查，找出過熱的具體原因，例如機油散熱器、柴油機、排氣門以及燃燒室等位置的故障，都會在極大程度上妨礙到設備的正常運作。

2.2 冷卻系統改造優(yōu)化設計

內燃機冷卻系統中最為重要的一點就是要確保能夠在正常溫度下運作，并確保機油質量滿足有關標準，從而使得零部件擁有最佳的運作環(huán)境，最終使得使用壽命大幅度增長。制造部門可以借助普通碳素鋼材料，以此來防止遇冷凍裂狀況的產生，同時還要及時優(yōu)化并完善排氣閥，從而深入增強工作效率以及排氣性能，最終實現冷卻系統的全面改善。

例如，可以將球形的尼龍接口變換為內外相扣的開閉閥，如此就可以深入增強冷卻系統性能。市場上的大量內燃機都借助水冷作為冷卻方式，這種方式能夠釋放的熱量高達600kW，然而在此同時還要深入降低30%左右的熱量。傳統的研究實驗從明確指出，內燃機的工作環(huán)境嚴格管控，在80℃到90℃以內，此時的工作效率將達到最高水平。這時進口水的溫度，要控制在80℃附近，余熱系統的水溫要管控在40℃附近，一旦水溫低于70℃，一號溫控閥將會及時打開副閥門，從而使高溫水流入水泵，在借助水泵的推力流入內燃機。如果水溫超過80℃，二號溫控閥就會及時打開，從而把高溫水推入主換熱器，然后借助風冷系統對其冷卻，冷卻過后會流入溫控閥之中，最終落實水溫的管控?？傮w而言，將80℃作為臨界值，如果超出臨界值，就將流入附加的換熱器之中，如果低于臨界值，就將進入水泵，如此以來就能構成一個恒溫冷卻循環(huán)系統。

傳統的換熱器在實際運用過程中會存在換熱能力不足的情況，此時，就使得內燃機的現實需求無法得到有效滿足，從而就有必要做好有關的深化完善工作。冷卻系統內部所行空間面積過小，此時其中換熱器的尺寸大小就要做好充分規(guī)劃，規(guī)劃工作中，要真正考慮換熱器管道閥門連接處的大小，板翅式換熱器實用性水平最高，并且占地面積較小空間實用性較強，同時性能水平較強。此外還可借助優(yōu)化通道參數的方法來應對運作過程中能量不足的情況。冷卻系統由風冷以及水冷兩種共同構成，在進行相關計算過后，最終整體上規(guī)劃了15個水通道以及30個空氣通道，如此一來，實現的傳熱效果最佳。

除上述工作，進水溫度以及進水流量的管控也極為重要，如果進水溫度小于40℃，就會致使機油粘度過大的情況出現，此時氣缸潤滑度就會受到顯著影響，最終使得內燃機個別零部件受到嚴重損壞。冷卻系統之中，水溫的控制范圍在80℃，借助恒溫冷卻循環(huán)系統，能夠有效防止水溫過低，從而在極大程度上確保了內燃機運作的可靠性以及科學性。在現實運用效果方面，如果進水口的溫度大于82℃，這時，相關冷卻水將會流入附屬的換熱器之中，從而確保水溫保持在80℃以內，如此，就能夠有效避免換熱負荷值達到最高值，為了內燃機在高溫或是長時間運作的背景之下，有著更加優(yōu)質的工作環(huán)境，就要防止高溫現象的產生，同時還要為工作人員營造最佳的處理時間。

3? 噪聲問題控制技術設計

3.1 排除故障

兼顧噪音污染得到有效管控，應在噪聲法規(guī)的基礎之上，優(yōu)化以往的噪聲管控模式，現階段最為普遍的噪音管控模式就是控制噪聲源以及限制噪聲傳播方式兩種。由噪聲源的管控工作來看，零件加工精度、零件原料、運動間隙、表面粗糙度以及內燃機結構強度等諸多方面都將致使機械噪音的出現，如此就可借助增強運動間的平衡性，并降低扭振等方式來使得噪音得到顯著降低。可以相應的對缸壁與活塞之間的運動狀況進行優(yōu)化，例如，可以降低活塞和缸壁之間的空間距離，或是進一步優(yōu)化活塞的整體結構，上述工作都可以顯著降低噪音的整體強度。除此以外，還可運用橢圓鼓型活塞來降低活塞與配缸中間的空隙。美國的福特、雪佛蘭以及德國的奔馳汽車之中，汽油機都普遍運用了中心偏置方式。此外，內燃機的齒輪也是出現噪聲的主要原因之一，此時就可通過管控齒輪彈性以及剛度和誤差的方法來進行噪音的有效管控。如圖1所示。

3.2 噪聲預測技術設計

拋開上文所述內容，為了噪音情況得到及時管控，就要綜合性研究并管控內燃機噪聲的肌理結構。由內燃機燃燒學以及聲學方面著手，構建內燃機噪聲和特征因素探究模型，從而得出噪聲滿足振動傳遞函數。在現實規(guī)劃工作之中，可以依據圖紙進行結構方面的預判，從而得出提前性的噪聲評價，進而就能夠對相關零部件進行優(yōu)化，并最終實現噪聲的有效管控。除此以外，還可運用新型材料以及技術，可以選取重量較小、體積較小且隔聲效果較強的復合聲學材料來進行噪聲的管控工作。

4? 結束語

綜上所述，內燃機的運作環(huán)境愈加復雜，以往的降噪降溫系統已經不再滿足現階段日漸高溫以及噪音的工作環(huán)境。在較小的空間內構建新型減噪降溫系統的難度水平較高，對此就要充分考慮系統的優(yōu)化工作，通過溫度以及流量方面進行多方面管控，以此來確保內燃機能夠滿足現實運作需求。

參考文獻：

[1]王碩.內燃機產業(yè)發(fā)展規(guī)劃發(fā)布行業(yè)迎來創(chuàng)新窗口期[N].機電商報，2021（A05）.

[2]張紅艷，趙淑燕，張聶紅，查凱，韓云龍.內燃機發(fā)電機組撬保護接地的研究[J].內燃機，2021（04）：45-46，51.

[3]中國內燃機學會燃料電池發(fā)動機分會簡介[J].內燃機工程，2021（04）：76.