發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲故障分析問題所在


    在正常情況下，挖掘機(jī)維修柴油機(jī)噪聲隨其轉(zhuǎn)速的 增加直線上升。自然吸氣式四沖程柴油機(jī)每增加10倍轉(zhuǎn)速，噪聲增大30dB（A），四沖程增壓式柴油機(jī)每增加10倍轉(zhuǎn)速，噪聲增量為40dB。若在增速過程中出現(xiàn)噪聲峰波，就是噪音來源識(shí)別當(dāng)中的 問題所在，可以用1/3倍頻程頻譜分析，初步查明主要噪聲成分。氣體(gases)噪聲排氣噪聲產(chǎn)生機(jī)理：柴油機(jī)工作過程中，在排氣閥處，氣體的 流動(dòng)是不穩(wěn)定的 ，它以壓力波動(dòng)的 方式，傳到排氣系統(tǒng)(system)的 出口，在尾管出口處，連速度波動(dòng)產(chǎn)生了輻射噪聲，可見排氣噪聲來源于排氣系統(tǒng)內(nèi)的 不穩(wěn)定流動(dòng)。排氣噪聲的 定義通常指的 是排氣系統(tǒng)輻射出來的 總的 噪聲，包括管壁和消音器壁的 輻射噪聲以及尾管出口的 氣動(dòng)輻射噪聲，若將排氣系統(tǒng)的 管壁和消音器壁假設(shè)為剛性的 ，則排氣噪聲指的 是僅氣體動(dòng)力性噪聲。降低排氣噪聲最有效方法就是設(shè)計(jì)安裝一個(gè)高效（ɡāo xiào）、低阻力的 排氣消音器。影響排氣噪聲的 主要有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、氣缸數(shù)、負(fù)荷、排氣管尺寸等。
    內(nèi)燃機(jī)排氣(Exhaust)開始時(shí)，挖掘機(jī)修理燃?xì)鉁囟燃s為800－1000℃，壓力約為0．4－0．5Mpa，但排氣閥(vene velve)打開出現(xiàn)縫隙時(shí)，廢氣以脈沖的 形式從縫隙中沖出，形成能量很高、頻率很復(fù)雜的 噪聲。根據(jù)排氣過程產(chǎn)生噪聲的 機(jī)理，有以下幾種成分(ingredient)。
　　①氣壓力脈動(dòng)聲；
　　②流通過氣門、氣門座等處發(fā)生的 渦流聲；
　　③由于邊界層氣流擾動(dòng)發(fā)生的 噪聲
　　④排氣(Exhaust)出口噴流噪聲。多缸柴油機(jī)排氣噪聲的 頻譜中，低頻出往往存在一個(gè)明顯的 噪聲峰值，這個(gè)噪聲就是基頻噪聲。由于各氣缸排氣是在指定的 相位上周期性進(jìn)行。因而這是一種周期性噪聲。基頻噪聲的 頻率和每秒鐘的 排氣次數(shù)，即爆發(fā)頻率是相同的 。基頻噪聲的 頻率計(jì)算公式為：f=Nn/60τ式中：N——柴油機(jī)氣缸數(shù)；n——柴油機(jī)轉(zhuǎn)速；（r/min）τ——內(nèi)燃機(jī)沖程系數(shù)；四沖程τ=2，二沖程τ=1燃燒噪聲通常把燃燒時(shí)氣缸壓力(pressure)通過活塞、連桿、主軸承(bearing)傳至發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體以及通過氣缸蓋等引起內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)表面振動(dòng)而輻射的 噪聲稱為燃燒噪聲。柴油機(jī)工作時(shí)燃燒室在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生高溫高壓的 燃燒，急速地釋放出能量。這種急劇的 壓力升高激發(fā)起發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)，從而輻射出噪聲。很明顯，氣缸壓力是燃燒噪聲的 強(qiáng)制力，因此燃燒噪聲與氣缸壓力有函數(shù)關(guān)系，此外還與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的 剛度，發(fā)動(dòng)機(jī)表面的 聲輻射效應(yīng)及周圍空氣的 傳遞特性有關(guān)。
    柴油機(jī)的 燃燒過程(process)通常分為四個(gè)階段——著火延遲期、急燃期、緩燃期和后燃期。挖掘機(jī)修理的基本內(nèi)容包括：設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備檢查和設(shè)備修理。對(duì)挖掘機(jī)的修理工作進(jìn)行加強(qiáng)，而相關(guān)的維修人員必須按照一定的實(shí)際狀況和質(zhì)量來進(jìn)一步分析受損害的狀況，而在分析其原因時(shí)，通常是因?yàn)樽匀恍缘哪p導(dǎo)致的，所以要進(jìn)行有針對(duì)性的研究。對(duì)柴油機(jī)燃燒過程的 研究（research)一般采用壓力曲線（P—中）分析的 方法。圖1是典型的 氣缸壓力曲線。
氣缸壓力(pressure)與燃燒噪聲都是周期現(xiàn)象，氣缸壓力的 頻率成分支配燃燒噪聲的 頻率成分。將氣缸壓力與燃燒噪聲都進(jìn)行傅里葉分析(Analyse)可以了解到聲壓級(jí)與氣缸壓力級(jí)有明顯的 依賴關(guān)系是在較高的 頻段。不管從壓力曲線圖或頻譜圖上分析，很顯然降低燃燒噪聲的 關(guān)鍵是控制燃燒壓力的 升高率。也就是說，柴油機(jī)應(yīng)力求選用柔和的 工作過程。壓力升高率取決于著火延遲和燃料噴射規(guī)律。因此，降低燃燒噪聲的 一般方法有兩個(gè)方面：
　　①提高壓縮比，適當(dāng)延遲噴油提前角，使用(use)十六烷值高的 燃料。這類措施用于縮短著火延遲期。
　　②減小初期的 燃料噴射率，利用進(jìn)氣渦流減少著火前的 可燃混合氣量。挖掘機(jī)修理的基本內(nèi)容包括：設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備檢查和設(shè)備修理。對(duì)挖掘機(jī)的修理工作進(jìn)行加強(qiáng)，而相關(guān)的維修人員必須按照一定的實(shí)際狀況和質(zhì)量來進(jìn)一步分析受損害的狀況，而在分析其原因時(shí)，通常是因?yàn)樽匀恍缘哪p導(dǎo)致的，所以要進(jìn)行有針對(duì)性的研究。機(jī)械噪聲由于柴油機(jī)上運(yùn)動(dòng)副很多，所以引起的 機(jī)械激振力也很多，其中有活塞與氣缸敲擊產(chǎn)生的 噪聲，正時(shí)齒輪(Gear)響聲，燃油噴射系統(tǒng)噪聲，配氣機(jī)構(gòu)噪聲等。
     在發(fā)動(dòng)機(jī)中，曲軸、飛輪、皮帶輪等轉(zhuǎn)動(dòng)部件中的 任何一個(gè)都會(huì)形成振動(dòng)力，由于這個(gè)振動(dòng)力與部件的 不平衡量成正比，與其每分鐘轉(zhuǎn)速的 平方成正比，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，振動(dòng)也被急劇放大，所以轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間的 平衡量最好小一些。挖掘機(jī)修理是指設(shè)備技術(shù)狀態(tài)劣化或發(fā)生故障后，為恢復(fù)其功能而進(jìn)行的技術(shù)活動(dòng)，包括各類計(jì)劃修理和計(jì)劃外的故障修理及事故修理。通過完善的服務(wù)鏈條實(shí)現(xiàn)維修質(zhì)檢一條龍的高質(zhì)量服務(wù)，能夠幫助企業(yè)樹立良好的品牌形象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好推動(dòng)。其它機(jī)械噪音來自發(fā)動(dòng)機(jī)活塞(piston)、氣門機(jī)構(gòu)等，構(gòu)成了發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的 一部分，如活塞敲缸，挺桿噪音，氣門開閉所產(chǎn)生的 噪音，氣門和氣門彈簧(Spring)振動(dòng)所產(chǎn)生的 噪音，以及正時(shí)鏈與鏈輪嚙合時(shí)產(chǎn)生的 噪音。活塞敲缸是活塞側(cè)面敲擊缸壁所產(chǎn)生的 噪音，當(dāng)作用（role）到活塞上的 壓縮壓力轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵龎毫r(shí)，就產(chǎn)生了敲缸。活塞敲缸因活塞間隙的 不同而不同，活塞間隙大時(shí)，最有可能產(chǎn)生敲缸聲。活塞敲缸的 特點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)時(shí)很響，因此時(shí)活塞間隙大，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的 溫升，聲音也變小。要減輕活塞敲缸，必須減少主側(cè)壓力，因此有些發(fā)動(dòng)機(jī)將活塞銷的 中心與活塞中心線偏離一定距離，即可減少敲缸聲。減少活塞敲缸的 另一方法(method)是在活塞裙部安裝鋼架，用以減少活塞裙部的 熱變形，從而可使用尺寸略大的 活塞，將活塞間隙減小，使活塞敲缸聲變小。