关于汽油车车噪声检测与控制 汽车工程专业.doc

关于汽油车噪声检测与控制 摘 要：伴随着城市化速度的加快，汽油车的数量也随之逐步增多,干扰人们生活的重大污染之一就是噪声污染,全球各国对汽油车的噪声提出了越来越苛刻的限制要求。汽油车噪声已经成为评价汽车舒适度的重要指标，目前受到各大汽车生厂商和制造商的关注，也是各大整车厂的主要研究方向之一。本文通过查阅文献，介绍了课题研究的背景和意义，目前汽油车噪声研究的现状，进一步分析汽油车供油系统的构成和工作原理，进而分析车内噪声产生的机理、噪声来源和传播的途径。燃油泵噪声、燃油箱噪声和燃油管路噪声是汽油车最为主要的噪声。根据噪声产生的机理、来源和传播途径提出同时进行零部件单体和系统的优化设计，控制对发动机气缸内的气体燃烧产生的燃烧噪声，控制对汽车发动机机械本身运动产生机械声和控制对汽车发动机维持正常工作所需要的空气动力噪声等具体措施。 关键词：汽油车；噪声；检测；控制 On Noise Detection and Control of Gasoline Vehicles Abstract: With the acceleration of urbanization, the number of petrol vehicles is gradually increasing. One of the major pollution that disturbs people's lives is noise pollution. Countries around the world have put forward more and more stringent restrictions on the noise of petrol vehicles. Petrol vehicle noise has become an important indicator for evaluating the comfort level of automobiles. At present, it has attracted the attention of major automobile manufacturers and manufacturers, and is also one of the main research directions of major automobile manufacturers. In this paper, the background and significance of the research and the current situation of the research on the noise of gasoline vehicles are introduced through literature review. The composition and working principle of the fuel supply system of gasoline vehicles are further analyzed, and the mechanism of noise generation, noise sources and transmission ways in the vehicles are further analyzed. Fuel pump noise, fuel tank noise and fuel line noise are the most important noises of petrol vehicles. According to the mechanism, source and transmission route of noise, specific measures are put forward, such as optimizing the design of components and systems at the same time, controlling the combustion noise generated by the combustion of gas in the engine cylinder, controlling the mechanical sound generated by the movement of the automobile engine machinery itself, and controlling the aerodynamic noise required for the normal operation of the automobile engine. Key words: Gasoline vehicle; Noise; Detection; Control 目 录 前 言 1 1绪 论 2 1.1课题研究背景和意义 2 1.2汽油车噪声的研究现状 2 2 汽油车运行噪声研究理论基础 3 2.1 供油系统的构成 3 2.2 供油系统的工作原理 4 3 供油系统的噪声来源 4 3.1 车内噪声产生机理 4 3.2 供油系统噪声来源及传播途径 5 3.2.1 燃油泵噪声 5 3.2.2 燃油箱噪声 5 3.2.3 燃油管路噪声 5 4 汽油车噪声的控制 6 4.1同时进行零部件单体和系统的优化设计 6 4.1.1 燃油泵噪声优化 6 4.1.2 燃油箱噪声优化 6 4.1.3 燃油管路噪声优化 6 4.2控制对发动机气缸内的气体燃烧产生的燃烧噪声 7 4.3控制对汽车发动机机械本身运动产生机械噪声 7 4.4控制对汽车发动机维持正常工作所需要的空气动力噪声 7 五 总结和展望 8 致 谢 9 III 前 言 伴随着国内外汽车技术的日渐发展成熟和人们不断提高对汽车性能的要求，在满足了汽油车日常基本功能需求的前提下，人们越来越关注和重视汽油车发送机噪声、振动和驾驶平稳性的研究。随着现代工业、交通及科学技术的发展和社会的不断进步，汽油车的舒适度已经成为评价一辆车性能好坏的最为首要指标之一。而评价汽油车舒适度的重要指标之一就是汽油车车中的噪声，目前国内外各大整车生产厂都对汽油车制定了严格的标准，并投入大量的时间、人力、精力和物力组织开展竞品分析和研究工作。因此，开展对汽油车噪声检测与控制的研究也就有着重要的意义。 供油系统噪声作为汽油车车内噪声最为主要的组成部分，如若想要控制汽油车的供油系统噪声，首冲其当的是应该熟悉汽油车供油系统的构、其工作的机制原理，寻找出供油系统噪声的主要来源，然后再根据其工作机制原理及噪声产生的来源提出控制汽油车噪声的具体措施，通过控制汽油车噪声源头或阻隔其传播的途径，从而达到了降低汽油车噪声的目的。 1绪 论 1.1课题研究背景和意义 近年以来，汽车拥有的数量快速增长，汽车产生的噪声问题已经成为现代城市中最为主要的噪声问题之一了。汽车的噪声包括车内噪声、发动机噪声、进气噪声和排气噪声等等，其中车内噪声是人们最为注重的点。车内的噪声过大除了直接影响乘车的舒适度外，还会分散注意力，容易引起事故，更为严重的时候将损害人们的听力和健康，容易使人产生驾驶的疲惫感。因此，汽车的生产制造商和零部件的供应商越来越关注汽油车的噪声控制问题。 一般来说，控制噪声可以从两个方面出发，一是控制被动的噪声，二是控制主动的噪声[1]。降低噪声通常采用的三种措施就是在声源处降低噪声、在传播的过程当中降低噪声以及在人耳处降低噪声，这些都是被动地降低噪声。被动噪声控制（Passive noise control）也被称呼为无源噪声控制，控制无源噪声是一种相对来说较为传统的控制噪声方法，也就是说指借用一些声学材料（能够具有阻隔声音或者吸收噪音等功效的材料）或者声学结构来削减噪音，从而实现控制噪声的效果，这对于高频的噪声控制效果还是显而易见的。可是如果想要控制低频的噪声，除非是采用很厚的细绳材料或者加大隔声的构件重量，这种方式最大的缺点就是隔声的构件非常的臃肿，占的面积也很大。主动噪声控制（Active noise control）,也被称呼为有源噪声控制，这是一种主要通过降低噪声系统产生与外界噪声相波，将噪音中和，从而实现降低噪声效果的人为方式。其原理就是所有的声音都是由一定的频谱所构成，人为制造一种与所要消除的噪声完全位置相反的频谱就可以将噪声给地消除。被动噪声控制与主动噪声控制相比，存在效果不够理想、需要对原有结构作较大的更改等弊端，随着人们对汽油车燃油的经济性及车体轻量化的需求，如何更好的实现主动噪声控制成为大家的关注和需求点。因此，检车与控制汽油车噪声的研究，具有十分重要的经济价值和指导意义。 1.2汽油车噪声的研究现状 降低车内噪声水平是现代汽车客户选择车辆最为重要综合考虑的指标之一，这也是各个国家政府和车辆生产供应商共同关注在乎的话题。目前来说，与国外先进技术水平相比较，我国在汽车噪声检测和控制方面还有很大的改善空间，对于如何降低噪声的研究水平和投入也远远不够。而且，我国汽车产品的噪声控制水平差距主要的就是体现在对测量噪声的方式技术和对噪声限值的相关法律规定上。在国外，生厂商非常注重环境污染问题，相关的市场法规和执行都非常严格和合规，在市场经济的竞争影响情况下，这就牵引国外非常注重对汽车产品的噪声控制问题。同时，从控制声源的方面来看，比较深入地研究剖析了发送机、消声器、变速箱和冷却系统等声源，并在此基础上，发展了一些相对成熟的理论计算和产品研发设计生产及应用编程。检测和控制汽油车的噪声已将重点转向对汽油车结构振动噪声、轮胎噪声和发动机隔声罩的研究。目前在国外，车内的噪声控制技术早已经不只是局限于理论研究，已经达到普遍实施应用的阶段，比如德国的Benz公司对外声称已经能够根据客户的要求制造出各种低噪声的车辆，所增加的价格约为350美元左右一辆。我国噪声控制技术的研究相对国外来说起步相对较晚，但是研究的发展速度却很迅速，并且取得了许多有益的研究成果和技术，也取得了较好的应用。但我国如果需要缩短与世界先进水平的差距，目前还有许多的工作要做。 2 汽油车运行噪声研究理论基础 降低汽油车的供油系统噪声无非就是从两方面进行考虑：一方面是零部件本体噪声，另一方面就是系统噪声。汽油车零部件的本体噪声主要是从其工作的原理出发考虑，而系统噪声主要是考虑供油系统结构的振动噪声。因此，了解供油系统的组成、原理是必须的。 2.1 供油系统的构成 一般来说，因其用途不同，汽车供油系统的结构组成有所不同，但其主要组成部分基本类似，一般均是由各分支供油系统、油泵及辅助装置、压力调节装置等部分组成[2]。本文中所指的汽油车供油系统包括从加油管一直到车子发动机油轨间的组成，其主要功能是储存满足用来整车行驶续航里程的汽油；在不同情况下，为发动机提供适当的压力、流动的清洁燃油，以保证车子发动机的正常工作；对供油系统的蒸发排放污染物（主要是燃油的蒸汽）加以控制，以符合环保排放的标准要求。 根据发动机电喷系统差异，供油系统结构可以分为有回油、无回油、短回油三种，但不管是哪一种系统结构，其主要组成零部件都是包括加油管、燃油箱总成、燃油泵总成、燃油滤清器、燃油管路、碳罐等，主要不同在于燃油泵结构和管路结构的不同，目前国内外整车厂主要采用的都是短回油结构。其系统工程和工作原理如下图所示。 图：供油系统构成、原理图 2.2 供油系统的工作原理 车子在加油的过程中，燃油是由加油管进入燃油箱进行贮存，当发动机进行工作的时候，燃油泵就会将燃油从燃油箱内泵出来，在经过燃油滤清器进行过滤后，燃油就会通过地板燃油管路被动地输送到油轨，再由发动机的喷嘴喷射到发动机缸中参与燃烧，在燃油泵自带压力调节阀的作用下，多余的燃油就会在燃油滤清器末端返回到燃油箱。