内燃机排气噪声控制：原理与技术详解（声学级与振动控制）

排气噪声是内燃机运行过程中主要的噪声源，它对整个机器的噪声贡献显著，一般比整机噪声高出10～15分贝(A)。理解排气噪声的产生机制和频率特性有助于采取有效的噪声控制技术。 首先，排气噪声主要由以下几部分组成： 1. **基频噪声**：这是以发动机每秒钟排气次数为基本频率的噪声，属于低频范围，对整个噪声环境起着基础作用。 2. **管道共振噪声**：由于排气系统中气柱的周期性排气激发共振，低频部分可能与基频噪声叠加，集中在500Hz至1000Hz频段，是主要的噪声来源。 3. **排气支管吹气声**：这部分噪声来自于高速气流通过支管时产生的高频噪音。 4. **废气喷注和冲击声**：排气阀开启和关闭时，会发出连续的宽带高频噪声。 噪声控制技术中的重要概念包括： - **噪声定义**：噪声被定义为无规律或有害的声音振动，其强度通常用声压、声强和声功率来衡量。 - **声压、声强与声功率**：声压描述了声波在特定点的压力变化，声强则是单位面积上单位时间内传递的声能，而声功率则是声源单位时间内辐射出的总声能。它们之间存在关系，可以通过公式计算出不同级别的声音强度。 - **分贝和级**：为了便于理解和比较，引入了对数尺度，如分贝（dB），它是将声音强度与基准值进行比较的度量单位，如声压级、声强级和声功率级。 - **声与振动的关系**：声是由物体振动产生的，特别是在声频范围内，振动的幅度和频率决定了声压的大小。控制结构振动是减少辐射噪声的关键。 噪声测量中，常用声压级单位dB(A)来反映人耳对不同频率声音的敏感程度，A网络模仿人耳对声音的响应特性。此外，A、B、C三种计权网络分别对应不同的频率响应，其中A网络最常用于评估日常生活中的人耳感知噪声水平。 了解这些概念和技术对于在内燃机设计和噪声控制工程中有效降低排气噪声至关重要，可以通过改进排气系统设计、增加消声器、优化阀门控制等方式来实现噪声的减小。