燃烧过程对轻型车用柴油机怠速噪声的影响

发动机噪声是车辆怠速噪声的主要来源。为研究某轻型卡车怠速开空调时车内噪声增大的问题，进行了发动机台架试验，试验对象为一台4缸、四冲程、涡轮增压中冷、电控高压共轨柴油机。试验测量了柴油机的气缸压力、声功率及近场噪声，通过比较声功率级，分析了柴油机在不同工况下的噪声变化。基于气缸压力计算了放热率、压力升高率等燃烧特性参数，基于近场噪声信号计算了近场噪声频谱，进一步研究了燃烧特性参数变化对不同频率近场噪声的影响。结果表明：冷却液温度小幅度降低时喷射策略确定的喷油正时提前，导致气缸最高燃烧压力及预喷燃油燃烧引起的压力升高率峰值显著增大，怠速噪声增大；750 r/min时喷射策略确定的喷油正时较早，压力升高率较大，最高燃烧压力在更靠近上止点的位置出现且持续时间较长，燃烧过程较780 r/min与820 r/min时更为剧烈，这是该转速下噪声较高的主要原因。开空调时循环供油量增加，燃烧过程更加剧烈，产生更高的压力升高率及最高燃烧压力，也会导致怠速噪声增大。此外，频率在1 000 Hz左右噪声的变化对该柴油机整体噪声水平的影响最大。     

预喷参数对柴油机燃烧噪声的影响规律研究

以某单缸柴油机为研究对象,通过测量柴油机缸内压力,对定负荷和变转速工况下的缸内压力声压级进行了分析,研究了预喷射参数对燃烧噪声、压力升高率的影响。结果表明,在相同发动机转速和负荷下,随着预喷压力的提高,最大压力升高率升高,燃烧噪声增大;预喷角度对最大压力升高率和燃烧噪声影响较小;燃烧噪声和最大压力升高率随预喷油量的增加而增大。在变转速条件下,高喷射压力下的燃烧噪声均随转速的提高呈现先升高后降低的趋势,最高点出现在发动机转速为1 100~1 200 r/min区间。     

采用闭环控制方法监控和改善柴油机燃烧噪声

利用两种闭环控制方法监控和改善两台4缸柴油机的燃烧过程和燃烧噪声,采用缸内压力和加速度传感器监控柴油机,以满足越来越严格的排放法规和燃油耗法规。燃烧过程受到多种因素的影响,如发动机耐久性、行驶条件、环境影响,以及燃油品质。     

通过控制活塞振动降低柴油机燃烧噪声

现在,乘用车柴油机需要满足各种不同的要求,如低噪声、低燃油耗、低排放,以及高输出功率。改善噪声的关键是降低燃烧噪声,也就是降低柴油机敲缸噪声。降低柴油机敲缸的传统方法是减少由燃油预喷射引起的燃烧激振力、附加发动机机体加强筋或利用隔声罩改善噪声传递特性。然而,这些方法都有负面影响,如燃油经济性恶化、成本/质量增加。因此,需要依靠改进发动机结构来降低噪声。通过发动机试验分析了从活塞、连杆、曲轴到发动机机体的噪声传递路径和振动特性,认定活塞共振是噪声源。为了吸收活塞垂直运动产生的共振能量,设计了带有动态阻尼器的新型活塞销结构,它能产生与活塞反向的共振。验证了采用这一新技术降低柴油机敲缸的效果。     

车用柴油机放热规律与燃烧噪声的关系

对1台车用高速高压共轨柴油机进行了不同负荷、不同转速以及不同喷射参数工况下的缸内压力测试,通过分析燃烧放热规律对气缸压力变化的影响,对燃烧放热规律与燃烧噪声的关系进行了研究。研究结果表明:燃烧噪声不仅与最高气缸压力和最大压力升高率有关,还与各自相位的间隔有关;负荷对发动机燃烧噪声的影响较大,转速对燃烧噪声的影响主要体现在频率范围变化;通过改变喷射参数可以改变柴油机的燃烧噪声水平。     

多次预喷射的柴油机燃烧噪声控制实验

为了降低柴油机怠速状态下的燃烧噪声,分析多次预喷射技术对燃烧噪声的影响。在半消声室内对某直列四缸高压共轨柴油机进行测试,根据实验数据,分析两次预喷射策略对缸压、放热率、压力升高率、燃烧噪声的影响。实验测试结果表明,两次预喷射策略可以有效降低柴油机的放热率及压升率的最高值,从而使柴油机燃烧噪声平均降低了5.2dB,实车噪声也有所减小,缸压频谱在中高频率范围内的幅值也有所减小,此预喷策略最终也应用在了某型号的柴油机上。     

通过缸压力进行柴油机燃烧控制参数优化的研究

燃油耗、排放物和燃烧噪声一直是柴油机降低振动噪声的主要开发目标,以达到良好的燃油经济性、低排放要求。这些目标可以通过先进的发动机技术实现。随着电子执行系统广泛应用于柴油机,已经可以进行精准控制。由于主要开发目标极大地受到发动机控制参数的影响,因此,对燃烧控制参数的优化改进成为最具挑战性的任务之一。作为一种高效的方法,试验设计方法已经应用于发动机标定。为了开发出一种数学模型,必须测量输入和输出值。在发动机试验中,应用来自缸内压力信号的噪声指标,并与燃油经济性和排放物的互动关系进行了探索和分析。并用1.6L的乘用车柴油机对燃油耗和排放物对燃烧噪声的敏感度进行了量化。这一分析有关于发动机燃烧控制参数的极端的参数优化。避免这一极端参数优化可制订更均衡的发动机控制策略。     

通过缸内压力进行柴油机燃烧控制参数优化的研究

燃油耗、排放物和燃烧噪声一直是柴油机降低振动噪声的主要开发目标,以达到良好的燃油经济性、低排放要求。这些目标可以通过先进的发动机技术实现。随着电子执行系统广泛应用于柴油机,已经可以进行精准控制。由于主要开发目标极大地受到发动机控制参数的影响,因此,对燃烧控制参数的优化改进成为最具挑战性的任务之一。作为一种高效的方法,试验设计方法已经应用于发动机标定。为了开发出一种数学模型,必须测量输入和输出值。在发动机试验中,应用来自缸内压力信号的噪声指标,并与燃油经济性和排放物的互动关系进行了探索和分析。并用1.6L的乘用车柴油机对燃油耗和排放物对燃烧噪声的敏感度进行了量化。这一分析有关于发动机燃烧控制参数的极端的参数优化。避免这一极端参数优化可制订更均衡的发动机控制策略。     

CNG/柴油双燃料发动机燃烧特性研究

基于某高压共轨柴油机进行CNG/柴油双燃料发动机的燃烧特性研究。在不同工况下通过改变引燃柴油的喷射参数及空燃比改变燃烧特性,对发动机燃烧压力进行实时测量,对比分析双燃料发动机与柴油机的燃烧差异及引燃油量、引燃时刻和空燃比对双燃料发动机燃烧的影响。基于试验得出双燃料发动机的放热率、起燃时刻及燃烧持续期等特征,从而给出双燃料发动机性能提升建议。     

燃烧噪声二级影响因素对柴油机声品质的影响

分析了柴油机燃烧噪声产生机理,采用缸压数据计算燃烧噪声,通过台架试验分析了二级影响因素对发动机燃烧噪声的影响,并在消声室中进行了试验验证。试验结果表明,多次分喷定时和分喷油量对燃烧噪声影响明显,结合调节节气门开度、增压器开度和EGR策略,降低了燃烧噪声突变,使整车语音清晰度提高7%,提高了整车声品质。在怠速状态,节气门开度由30%减小到20%,燃烧噪声显著降低,驾驶室内噪声降低2.0dB。     

增压柴油机瞬态工况燃烧噪声实验研究

通过测量稳态和瞬态工况下影响燃烧噪声的参数,实验研究了直喷式增压柴油机瞬态工况和稳态工况燃烧噪声.研究得出,瞬态工况燃烧噪声在恒转矩工况下随转速的上升呈现加速初段有一短暂的上升随后迅速下降,然后又开始增加的趋势,并从压力升高率和压力高频振荡结合增压对柴油机性能影响分析出其形成机理.     

预喷参数及EGR对柴油机噪声影响试验研究

柴油机的燃烧过程受喷油次数、喷油时间、喷油量、喷油压力以及EGR开度等参数影响。燃烧过程中缸内缸高频压力振荡与燃烧噪声有很强的关联性。为研究预喷策略以及EGR对4缸高压共轨柴油机整机噪声的影响规律,在柴油机不同方位布置了9个声压传感器,对平均声压级以及频谱特性进行了分析。试验结果表明:在低负荷低循环油量工况下,预喷会使整机噪声恶化;在高负荷高循环油量工况下,少量预喷油量可缩短滞燃期,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;适当延迟主喷可以降低主燃烧对应的峰值频率段声压级;提前预喷会增加预燃烧对应频段的声压级,在频谱图上出现两个声压级峰值;适当地增加EGR开度可以降低整机噪声。     

车用发动机表面辐射噪声源识别的研究

以一车用6缸柴油机为研究对象，通过表面振动测量法进行了发动机表面噪声源识别的研究，首先在半自由声场条件下测量了该发动机的实际声功率，而后通过发动机各噪声辐射部件的表面振动速度的平方对对时间和在振动表面上的平均值预测了各部件表面辐射噪声声功率，从而识别出了该发动机的主要表面噪声源。     

生物制气-柴油双燃料发动机性能试验研究

分析对比了柴油机和生物制气—柴油双燃料发动机的万有特性、燃烧特性和比排放特性。结果表明,双燃料发动机可以较大程度地减少柴油消耗,NOx排放量显著降低,但后燃较为严重。双燃料发动机的燃烧始点落后于柴油机,除低转速大负荷外,最高燃烧压力和最大燃烧压力升高率均低于柴油机,最高燃烧压力与最大燃烧压力升高率对应相位均滞后于柴油机。     

在燃烧室中装有压力传感器的发动机

丰田汽车合司生产了一种4缸、排量为1．6L的稀薄燃烧发动机，在发动机的燃烧室中装有世界上第一个燃烧压力传感器．这种发动机在日本已有出售。燃烧压力传感器（如下图）可直接测量每个气缸内的燃烧压力，从而可以精确控制空燃比，致使稀薄燃烧发动机排放出较低的NOx，并具有较高的燃烧经济性．燃烧压力传感器是一种由陶瓷材料制成的装置．当发动机工作时，燃烧室中的压力作用于传感器底部的膜片上．膜片所承受的压力通过白瓷盘及担电极产生电技单元，电技单元根据＊冲星据来往＊发动机的强党过气问门．在发动机中流设计了回族形进气过，…     

缸内直喷LNG发动机燃烧过程测量分析

将1台直列4缸汽油机改装为缸内直喷LNG发动机,用自行开发的发动机工作过程测量分析系统测量其缸内压力.分析了标定转速和最大扭矩转速下最高燃烧压力、压力升高率、缸内温度的变化,并计算分析了其放热规律.结果表明:与汽油机相比,改装后的天然气发动机燃烧较慢,后燃现象较严重;最大扭矩点的最大压力及最大压力升高率大于标定点;转速...     

电控高压共轨柴油机燃用生物柴油-柴油混合燃料的燃烧特性

针对1台6缸增压中冷电控高压共轨柴油机,在不改变原柴油机结构和喷油参数的条件下,研究了生物柴油的掺混比例对发动机燃烧特性的影响。结果表明:小负荷时发动机有预喷射,随着生物柴油掺混比的增大,生物柴油-柴油混合燃料的滞燃期缩短、缸内最高燃烧压力下降,预喷阶段压力升高率峰值和瞬时燃烧放热率峰值减小,且对应的相位提前;主喷阶段压力升高率峰值和瞬时燃烧放热率峰值增大,且对应的相位后移。随着负荷的增大,发动机喷油策略改为单次喷射,随着生物柴油掺混比的增大,缸内最高燃烧压力下降,燃烧持续期缩短,压力升高率峰值略有增大,瞬时燃烧放热率峰值逐渐减小且对应的相位前移。两种不同负荷条件下,随着生物柴油掺混比的增大,混合燃料的指示热效率逐渐下降。     

车用增压直喷汽油机燃烧噪声试验研究

利用倒拖法对某车用涡轮增压缸内直喷汽油机空载加速和半载加速工况进行了燃烧噪声试验研究。联合发动机缸内燃气压力测试结果,通过分析气体动力载荷对其燃烧噪声的影响,进一步探讨燃烧噪声产生的根本原因。试验结果表明,在中低转速时,燃烧噪声随着发动机负荷的增加而增加,同时燃烧噪声对整机总声功率的贡献值也在随之增加。在较高转速时,燃烧噪声对整机总声功率的贡献值随着发动机负荷的增加变化不显著。就半载加速和空载加速工况时燃烧噪声的平均贡献值来看,空载加速时燃烧噪声对整机噪声的平均贡献值为22.2%,明显小于半载加速时的43.6%。随着发动机转速的提高,最大气缸压力及最大压力升高率总体变化趋势和燃烧噪声变化趋势一致,同时加速时最大气缸压力变化对燃烧噪声的影响更明显。     

未来轿车柴油机噪声的优化

德国亚琛大学内燃机教授与FEV公司共同研究了改善未来轿车柴油机噪声和舒适性的技术可能性。探讨借助于气缸压力导向的燃烧调节及发动机的结构措施,从两方面进行声学优化的技术。发动机试验证实,噪声辐射可明显降低。     

柴油机声源识别试验研究

采用声强试验法进行发动机标定点工况声源识别,定位了发动机噪声贡献特征。结合声压试验法对柴油机全工况进行噪声测试,基于发动机燃烧噪声和机械噪声的产生机理,研究了典型贡献位置对整机噪声的贡献度。研究结果表明：声强贡献面积较大的测量面,对应声压测点位置的噪声也越大;随着发动机转速和负荷的提高,转速对噪声的影响比负荷对噪声的影响更加明显;在发动机高转速工况,旋转部件以及阀类系统对整机噪声贡献较大。