汽車進氣系統(tǒng)的噪聲與振動

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1、（一）進氣系統(tǒng)空氣是燃燒最重要的成分之一。空氣是通過進氣系統(tǒng)進入發(fā)動機汽缸的，與燃油混合。點火后,燃油在空氣屮燃燒后釋放出化學能量，化學能量轉(zhuǎn)變成熱能，然后再轉(zhuǎn)變成機械能量。機械能量推動福柄連桿機構(gòu)做工，然后推動汽車前進。進入汽缸的空氣越多，燃燒的效率就越高。提高進氣量的途徑有兩個，一是減小進氣阻力，二是減小排氣系統(tǒng)的背壓。lo進氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：圖1為一個進氣系統(tǒng)的示意圖。進氣系統(tǒng)可以分成兩部分：發(fā)動機進氣多支管系統(tǒng)和空氣進入系統(tǒng)。多支管系統(tǒng)包括進氣分管和進氣總管?？諝膺M入系統(tǒng)包括進氣控制閥，怠速進氣通道，柔性連接管，干凈空氣管，四分之一波長管，空氣

2、過濾器，空氣過濾網(wǎng)，赫爾姆茲消音器，進氣管等等。101-—進氣分管，2—-進氣總管，3—-進氣控制閥,空氣管，7-一四分之一波長管，8-一空氣過濾器,進氣管圖1一個進氣系統(tǒng)的示意圖。4-一怠速進氣通道，5—-柔性連接管，6—T凈9一-空氣過濾網(wǎng)，10—-赫爾姆茲消音器，11-一2o工作原理空氣從進氣管口進來，流入到空氣濾清器，空氣中的灰塵和雜質(zhì)被過濾網(wǎng)濾掉。干凈的空氣流入到干凈空氣管。進氣導(dǎo)管上安裝著一個或者兩個空氣質(zhì)量流傳感器（MAPS）,傳感器控制進入汽缸的空氣量。這個傳感器是由發(fā)動機電子控制系統(tǒng)來控制，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)將利用質(zhì)量空氣流傳感器

3、的信號來調(diào)節(jié)空氣?燃汕的比例，使其達到最佳?？諝饪刂品タ刂浦M入汽缸的空氣流量，從而控制著發(fā)動機輸出功率大小。當閥門全關(guān)閉的時候，怠速控制閥工作，來調(diào)節(jié)發(fā)動機的怠速。3O進氣系統(tǒng)功能：進氣系統(tǒng)有下血兒個功能：1）。調(diào)節(jié)空氣為燃汕流量的比值?？刂七M氣量的多少，使得進入發(fā)動機汽缸的空氣量最佳。調(diào)節(jié)泄露空氣使其再利用，使凸輪軸泄露的氣體再進入進氣系統(tǒng)。2）。保護外界雜質(zhì)和不需要的成分對發(fā)動機的損壞?？諝膺^濾器阻止外界雜質(zhì)進入汽缸，從而防止發(fā)動機磨損，這樣nJ以提高發(fā)動機的可靠性。排氣進口的設(shè)計還要保證水和雪不能進入進氣系統(tǒng)。3o測量進氣量。在不同的工況F

4、,空氣少燃汕的比例是不一樣的。在干凈空氣管道上安置著一個空氣控制筏。這個控制筏與發(fā)動機的電子控制系統(tǒng)（EEC）連接，這樣就控制噴入汽缸的燃油量,使進入到發(fā)動機的空氣量最佳，空氣分配合理。4）。降低噪聲。進氣系統(tǒng)是汽車最主要的噪聲源之一。進氣系統(tǒng)都安裝有消咅元件，如擴張消音器（過濾器）、赫爾姆茲消音器、四分之一波長管等等。5。輔助其他系統(tǒng)的安置。附近的一些小部件會安裝在進氣系統(tǒng)上。4o降低噪聲與減小功率損失的平衡如果發(fā)動機不與進氣系統(tǒng)連接，那么進氣閥門處的氣壓就是大氣壓?？墒钱敯l(fā)動機接上一個進氣系統(tǒng)厲，進氣閥門處的氣壓增高。這個壓力稱為背壓，我們將在

5、木章后面一部分詳細介紹背壓問題。背壓增高，空氣在進氣系統(tǒng)中運動將消耗一部分能量，既消耗發(fā)動機的能量。如果進氣管道截而積越大，空氣流通就越順暢，因此，功率損失就越小。中高檔次汽車的進氣功率的損失-?般在2%到4%Z間。發(fā)動機在運動的時候，在進氣口處產(chǎn)生巨大的噪聲。除了安裝消音元件來消除噪聲外,我們希望進氣管道截面積小，這樣噪聲就更低。所以減小進氣系統(tǒng)功率損失與降低進氣口噪聲對進氣管道截面積的要求是相互矛盾的。這樣在設(shè)計中就必須平衡這對矛盾。除了噪聲與功率損失外，在設(shè)計進氣系統(tǒng)時還要考慮振動、防水防雪等問題。圖2列出了這些問題。圖2進氣系統(tǒng)設(shè)計時主要考

6、慮的問題進氣系統(tǒng)消音元件聲學評價指標消除噪聲是進排氣系統(tǒng)最主耍的功能之一。當設(shè)計一個進氣系統(tǒng)或者排氣系統(tǒng)的時候，一定?？紤]進氣口利排氣尾管口處的噪聲特性，然后根據(jù)這些特性來選擇系統(tǒng)中的消音元件。一個消音元件往往用于降低某個頻率或者某個頻段的噪聲，所以了解單個元件的消音效果非常重要。當這些消音元件安裝到系統(tǒng)中Z后，我們必須知道整個系統(tǒng)的消音效果。所以對單個消音元件和整個進氣或者排氣系統(tǒng)的消咅效果進行評價是噪聲控制設(shè)計屮最重耍的問題。評價消音元件和系統(tǒng)的消音效果通常有四個評價指標：傳遞損失、插入損失、聲級差和聲壓級。傳遞損失i般用來評價單個消音元件，插

7、入損失和聲壓級一般用來評價整個系統(tǒng)的消咅效果。聲級差可以用丁單個消音元件和整個系統(tǒng)的評價。進氣系統(tǒng)噪聲與振動分析與設(shè)計一。進氣系統(tǒng)的噪聲問題進氣系統(tǒng)的噪聲是汽車最主要的噪聲源之一。其噪聲主耍是指進氣口處的噪聲。這個噪聲源離車廂的距離很近，所以對車內(nèi)噪聲貢獻非常人。同時，進氣口噪聲也是汽車最主耍的通過噪聲源。另外，如果空氣過濾器和消音元件的剛度不足，就會引起很大的輻射噪聲。本節(jié)主要介紹進氣口噪聲。進氣系統(tǒng)消聲元件包括擴張消咅器和旁支消咅器?？諝膺^濾器除了過濾空氣外，還起到擴張消音器的功能。旁支消音器包括赫爾姆茲消音器和四分之一波長管。進氣系統(tǒng)聲學設(shè)計

8、的第一個問題是消音容積。消音容積一般是指空氣過濾器和赫爾姆茲消音器的容積Z和。一般來說，消音容積越大越好。對擴張消音器來說