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内燃机燃烧噪声的影响因素

已有 774 次阅读 2019-9-1 13:49 |个人分类:科普集锦|系统分类:科普集锦| 内燃机, 燃烧噪声, 温度, 压力, 转速

内燃机燃烧噪声的影响因素

伍赛特

 

0 引言

由上述可知,压力升高率是激发燃烧噪声的一个根本因素,而压力升高率主要取决于滞燃以及在滞燃期内形成可燃混合气的数量。滞燃期短,说明在相同的喷油始点时,燃烧开始点较早,在燃烧开始前那段时间内喷入的燃料量较少,因此,在着火前形成的可燃混合气数量也较少,着火后压力增长较为缓慢;而滞燃期长,则着火前形成的可燃混合气数量就多,这些燃料在燃烧过程的第二阶段几乎同时燃烧,致使气缸压力升高率和最高燃烧压力都比较高,从而激发出较强的燃烧噪声。因此,要控制燃烧噪声,当设计燃烧系统时必须尽可能地缩短滞燃期。对一定结构的柴油机,影响滞燃期的因素有很多,任正常运转条件下,压缩温度和压力是影响着火延迟的主要因素;此外,喷油提前角、燃烧性质等也有较大影响。发动机的燃烧室结构和运转参数对燃烧噪声的影响,也多是通过压缩温度和压力而影响滞燃期的。

 

1 结构型式及设计

发动机燃烧室的结构型式及整个燃烧系统的设计,对其压力增长率、最高燃烧压力和气缸压力频谱曲线都有着明显的影响。

 

2 压缩温度和压力

随着压缩温度和压力的增加,由于燃料着火的物理、化学准备阶段得到改善,因而着火延迟期减小。压缩终了的温度主要取决于压缩比,此外,还与冷却水温度、活塞温度、气缸盖温度、进气温度等有关。

提高压缩比可升高滞燃期内的燃气温度、提高压缩终了的温度和压力、缩短滞燃期、降低压力升高率、减少空间雾化直喷式柴油机在滞燃期内积聚的可点燃油量、使放热率的最大值降低,因此,可降低燃烧噪声.但压缩比增高又使气缸压力增大、活塞撞击噪声增加,因此,不会使发动机总的噪声有很大的降低。增压使进气温度升高,因此,能降低空间雾化直喷式柴油机的燃烧噪声。

进气温度越高,供油越迟,则缸内燃气温度越高,滞燃期越短  对于空间雾化直喷式柴油机来说,可降低燃烧噪声;但对于油膜蒸发直喷式柴油机而言,对燃烧噪声并无影响。

负荷增大,或冷却液温度升高,将使缸壁温度升高,从而引起缸内气体温度升高,导致滞燃期缩短,燃烧噪声降低。

 

3 喷油参数

供油系统各参数,如柴油机的喷油提前角、喷油压力、喷孔数量和供油规律等对燃烧过程都有影响。在其他条件相同的情况下,喷油压力提高后则喷油速率提高,滞燃期内喷入的燃油量增加。高压喷射使燃油与空气的混合得到改善,特别是在空间雾化燃烧系统直喷式柴油机中使可点燃燃油量的生成速率提高。这都使滞燃期内积聚的可燃燃油量增加,而使燃烧噪声增加。在喷油系统其他参数都不变的条件下,缩减喷油孔面积可以提高喷油孔的阻力,降低喷油速率,从而减少了滞燃期内的喷油量,降低了空间雾化直喷式柴油机燃烧噪声。

 

4 转速

在其他条件不变的情况下,转速提高、喷油时间缩短、喷油速度提高、滞燃期内喷入的燃油量增加、缸内压力最大值和压力增长率最大值都增大,均导致燃烧噪声增强。一般发动机转速对燃烧噪声的影响处于次要地位。

 

5 负荷

对于非直喷式高速柴油机和汽油机,由于它们的压力增长比较柔和,当负荷变化时,最大燃烧压力相对改变不大、最大燃烧压力较低、活塞对缸套撞击也较小,故全负荷同空负荷比较,噪声级相差小于2 dB

空间雾化直喷式柴油机当负荷增大时,一方面缸壁温度升高,滞燃期缩短;另一方面每循环喷入的燃油量增多,喷油阀开启时间增大。只要喷油阀开启时间还小于滞燃期,那么就意味着滞燃期喷入的燃油量增大,即燃烧噪声随负荷增大而增强。

随着负荷的增加,每循环的放热量增加,最大燃烧压力及压力升高率增高,使噪声增强。但随着负荷的增加,燃烧室壁温提高,气缸与活塞的间隙减小,又使噪声减小,所以,负荷对发动机的噪声影响较小。

 

参考文献

[1] 林在犁,黄琪. 内燃机运用[M]. 成都:西南交通大学出版社, 2015.08.

 




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1 李毅伟

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