发动机噪声故障分析问题所在


    在正常情况下，挖掘机维修柴油机噪声随其转速的 增加直线上升。自然吸气式四冲程柴油机每增加10倍转速，噪声增大30dB（A），四冲程增压式柴油机每增加10倍转速，噪声增量为40dB。若在增速过程中出现噪声峰波，就是噪音来源识别当中的 问题所在，可以用1/3倍频程频谱分析，初步查明主要噪声成分。气体(gases)噪声排气噪声产生机理：柴油机工作过程中，在排气阀处，气体的 流动是不稳定的 ，它以压力波动的 方式，传到排气系统(system)的 出口，在尾管出口处，连速度波动产生了辐射噪声，可见排气噪声来源于排气系统内的 不稳定流动。排气噪声的 定义通常指的 是排气系统辐射出来的 总的 噪声，包括管壁和消音器壁的 辐射噪声以及尾管出口的 气动辐射噪声，若将排气系统的 管壁和消音器壁假设为刚性的 ，则排气噪声指的 是仅气体动力性噪声。降低排气噪声最有效方法就是设计安装一个高效（ɡāo xiào）、低阻力的 排气消音器。影响排气噪声的 主要有发动机转速、气缸数、负荷、排气管尺寸等。
    内燃机排气(Exhaust)开始时，挖掘机修理燃气温度约为800－1000℃，压力约为0．4－0．5Mpa，但排气阀(vene velve)打开出现缝隙时，废气以脉冲的 形式从缝隙中冲出，形成能量很高、频率很复杂的 噪声。根据排气过程产生噪声的 机理，有以下几种成分(ingredient)。
　　①气压力脉动声；
　　②流通过气门、气门座等处发生的 涡流声；
　　③由于边界层气流扰动发生的 噪声
　　④排气(Exhaust)出口喷流噪声。多缸柴油机排气噪声的 频谱中，低频出往往存在一个明显的 噪声峰值，这个噪声就是基频噪声。由于各气缸排气是在指定的 相位上周期性进行。因而这是一种周期性噪声。基频噪声的 频率和每秒钟的 排气次数，即爆发频率是相同的 。基频噪声的 频率计算公式为：f=Nn/60τ式中：N——柴油机气缸数；n——柴油机转速；（r/min）τ——内燃机冲程系数；四冲程τ=2，二冲程τ=1燃烧噪声通常把燃烧时气缸压力(pressure)通过活塞、连杆、主轴承(bearing)传至发动机机体以及通过气缸盖等引起内燃机结构表面振动而辐射的 噪声称为燃烧噪声。柴油机工作时燃烧室在极短时间内发生高温高压的 燃烧，急速地释放出能量。这种急剧的 压力升高激发起发动机结构振动，从而辐射出噪声。很明显，气缸压力是燃烧噪声的 强制力，因此燃烧噪声与气缸压力有函数关系，此外还与发动机结构的 刚度，发动机表面的 声辐射效应及周围空气的 传递特性有关。
    柴油机的 燃烧过程(process)通常分为四个阶段——着火延迟期、急燃期、缓燃期和后燃期。挖掘机修理的基本内容包括：设备维护保养、设备检查和设备修理。对挖掘机的修理工作进行加强，而相关的维修人员必须按照一定的实际状况和质量来进一步分析受损害的状况，而在分析其原因时，通常是因为自然性的磨损导致的，所以要进行有针对性的研究。对柴油机燃烧过程的 研究（research)一般采用压力曲线（P—中）分析的 方法。图1是典型的 气缸压力曲线。
气缸压力(pressure)与燃烧噪声都是周期现象，气缸压力的 频率成分支配燃烧噪声的 频率成分。将气缸压力与燃烧噪声都进行傅里叶分析(Analyse)可以了解到声压级与气缸压力级有明显的 依赖关系是在较高的 频段。不管从压力曲线图或频谱图上分析，很显然降低燃烧噪声的 关键是控制燃烧压力的 升高率。也就是说，柴油机应力求选用柔和的 工作过程。压力升高率取决于着火延迟和燃料喷射规律。因此，降低燃烧噪声的 一般方法有两个方面：
　　①提高压缩比，适当延迟喷油提前角，使用(use)十六烷值高的 燃料。这类措施用于缩短着火延迟期。
　　②减小初期的 燃料喷射率，利用进气涡流减少着火前的 可燃混合气量。挖掘机修理的基本内容包括：设备维护保养、设备检查和设备修理。对挖掘机的修理工作进行加强，而相关的维修人员必须按照一定的实际状况和质量来进一步分析受损害的状况，而在分析其原因时，通常是因为自然性的磨损导致的，所以要进行有针对性的研究。机械噪声由于柴油机上运动副很多，所以引起的 机械激振力也很多，其中有活塞与气缸敲击产生的 噪声，正时齿轮(Gear)响声，燃油喷射系统噪声，配气机构噪声等。
     在发动机中，曲轴、飞轮、皮带轮等转动部件中的 任何一个都会形成振动力，由于这个振动力与部件的 不平衡量成正比，与其每分钟转速的 平方成正比，因此，当转速增加时，振动也被急剧放大，所以转动部件之间的 平衡量最好小一些。挖掘机修理是指设备技术状态劣化或发生故障后，为恢复其功能而进行的技术活动，包括各类计划修理和计划外的故障修理及事故修理。通过完善的服务链条实现维修质检一条龙的高质量服务，能够帮助企业树立良好的品牌形象，进而实现对产业发展的良好推动。其它机械噪音来自发动机活塞(piston)、气门机构等，构成了发动机噪音的 一部分，如活塞敲缸，挺杆噪音，气门开闭所产生的 噪音，气门和气门弹簧(Spring)振动所产生的 噪音，以及正时链与链轮啮合时产生的 噪音。活塞敲缸是活塞侧面敲击缸壁所产生的 噪音，当作用（role）到活塞上的 压缩压力转变为燃烧压力时，就产生了敲缸。活塞敲缸因活塞间隙的 不同而不同，活塞间隙大时，最有可能产生敲缸声。活塞敲缸的 特点是发动机冷态时很响，因此时活塞间隙大，随着发动机的 温升，声音也变小。要减轻活塞敲缸，必须减少主侧压力，因此有些发动机将活塞销的 中心与活塞中心线偏离一定距离，即可减少敲缸声。减少活塞敲缸的 另一方法(method)是在活塞裙部安装钢架，用以减少活塞裙部的 热变形，从而可使用尺寸略大的 活塞，将活塞间隙减小，使活塞敲缸声变小。