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控制策略对轻型车用四缸增压中冷柴油机噪声影响研究
| 论文题名： | 控制策略对轻型车用四缸增压中冷柴油机噪声影响研究 |
| 关键词： | 车用四缸增压中冷柴油机;缸内压力;近场噪声;频谱特性 |
| 摘要： | 柴油机以其在燃油经济性、动力性能等方面的优势，在汽车上得到了广泛的应用。然而随着车辆不断增加，尤其是在人口稠密的城市区域，车辆产生的噪声成为城市主要噪声源之一。柴油机所激发的噪声频率处于人类高度敏感的感知范围，这使柴油机噪声成为社会烦恼的主要因素之一。由于柴油机噪声来源复杂，且受运转工况的影响，整机噪声的优化非常困难。柴油机厂商对于控制柴油机辐射噪声的要求越来越高，希望在不影响动力性、经济性的同时实现整机噪声优化。针对轻型车用四缸增压中冷柴油机控制参数以及部分零部件对整机噪声进行了优化分析。 首先研究了柴油机缸内压力与近场噪声信号关系，通过计算柴油机结构衰减、相干函数以及高频压力振荡等，研究了缸内压力与近场噪声信号在时域及频域的内在联系，分析了不同转速与负荷下缸内压力变化对整机噪声的影响。结果表明：在3000-5600Hz频段，缸内压力信号与近场噪声信号有很强的相干性，且该频段的柴油机结构衰减最小，容易产生较大噪声。燃烧产生的中高频压力振荡对整机噪声有很大影响。低负荷高转速工况容易激发高频压力振荡。 其次通过噪声频谱特性分析，研究了多种工况下喷油参数及EGR（Exhaust Gas Recirculation）阀开度对整机噪声的影响。结果表明：怠速工况时，预喷容易使整机噪声恶化；大负荷工况下，少量的预喷油量可缩短滞燃期内形成的可燃混合气量，达到较好的降噪效果。但随着预喷油量的增加，整机噪声仍会恶化；适当地延迟主喷可有效降低噪声；提前预喷会使中低频声压级略微增大；适当地增加EGR阀开度可以降低怠速时的整机噪声。 最后，对噪声较为突出的零部件进行优化。由于柴油机包含多种噪声源，而且声源之间互相干扰，需要通过噪声源识别从复杂的柴油机噪声源系统中找出噪声较为突出的零部件。在识别出噪声较大的零部件后，布置近场测点对该零部件进行对比试验，并分析其对整机噪声的影响。此外还对柴油机瞬态工况的近场噪声信号进行了转速跟踪的阶次分析。结果表明，发电机以及空气滤清器分别在低负荷工况与高负荷工况有着较高的噪声贡献率，定子刚度较大的发电机以及孔隙率较小的空气滤清器可显著降低整机噪声。柴油机2、4、8阶噪声较为明显，活塞拍击产生的4阶噪声需要重点优化。 |
| 作者： | 周志峰 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 罗福强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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