直噴式柴油機(jī)燃燒噪聲機(jī)理及優(yōu)化方法研究.pdf

1、柴油機(jī)工作過程粗暴，振動(dòng)噪聲問題非常突出。燃燒噪聲在柴油機(jī)總輻射噪聲中占有非常大的比重，對(duì)內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)噪聲性能有著主導(dǎo)性的影響。本文針對(duì)柴油機(jī)燃燒噪聲的機(jī)理、影響因素和優(yōu)化方法進(jìn)行了深入系統(tǒng)的試驗(yàn)研究和理論分析，并以某直噴式柴油機(jī)為例，對(duì)其燃燒噪聲進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，取得了顯著的研究成果。
　　建立了柴油機(jī)燃燒噪聲產(chǎn)生機(jī)理模型，深入研究了缸內(nèi)壓力信號(hào)和振動(dòng)、噪聲信號(hào)在時(shí)域和頻域之間的關(guān)系，指出了燃燒激勵(lì)和振動(dòng)、噪聲響應(yīng)之間的緊密聯(lián)系。系

2、統(tǒng)地從振動(dòng)噪聲、缸內(nèi)燃燒過程和壓力振蕩三個(gè)方面研究了噴油參數(shù)（共軌壓力、主噴提前角、預(yù)噴間隔和預(yù)噴油量）在不同轉(zhuǎn)速工況下對(duì)燃燒噪聲的影響規(guī)律和機(jī)理，揭示了柴油機(jī)燃燒噪聲受到影響的主要成分及關(guān)鍵因素，為柴油機(jī)燃燒噪聲的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論上的支持及參考。
　　建立了不同噴油階段壓力振蕩能量的計(jì)算模型，并將信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用到缸內(nèi)壓力振蕩的時(shí)-頻特性研究中，對(duì)多次噴油柴油機(jī)缸內(nèi)氣體壓力振蕩的能量及時(shí)-頻特性進(jìn)行了細(xì)致的研究，指出了預(yù)噴油在

3、壓力振蕩中的重要地位，并研究了噴油參數(shù)對(duì)各燃燒階段壓力振蕩能量及時(shí)-頻特性的影響。
　　在國內(nèi)率先開展了考慮排放性能的柴油機(jī)整機(jī)燃燒噪聲優(yōu)化工作。設(shè)計(jì)了兩輪基于噪聲優(yōu)先原則的柴油機(jī)燃燒過程優(yōu)化試驗(yàn)方案，分別針對(duì)噪聲和排放性能對(duì)柴油機(jī)噴油參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在有效降低柴油機(jī)整機(jī)噪聲的基礎(chǔ)上，使其動(dòng)力性、排放性和燃油經(jīng)濟(jì)性與原機(jī)持平甚至更好的狀態(tài)。
　　建立了可以表征多次噴油柴油機(jī)燃燒過程的指標(biāo)，并系統(tǒng)地研究了各個(gè)指標(biāo)與柴油機(jī)噪聲

4、的相關(guān)性，首次提出了可以同時(shí)利用實(shí)測缸內(nèi)壓力和計(jì)算缸內(nèi)壓力預(yù)測柴油機(jī)噪聲的模型。基于該方法及柴油機(jī)燃燒過程的三維 CFD模擬計(jì)算預(yù)測了柴油機(jī)噪聲，并根據(jù)預(yù)測噪聲和排放計(jì)算結(jié)果研究了噴油參數(shù)對(duì)柴油機(jī)噪聲和排放的影響。首次基于燃燒過程模擬計(jì)算及代理模型對(duì)柴油機(jī)噪聲和排放性能進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化，取得了顯著的成效。
　　最后，通過動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究了柴油機(jī)不同部件對(duì)缸內(nèi)激勵(lì)的傳遞特性，指出了從傳遞路徑上降低燃燒噪聲的重要性。利用多體動(dòng)力學(xué)等計(jì)算方