车用柴油机放热规律与燃烧噪声的关系.pdf

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1、第3期(总第200期)车用发动机No．3【SerialNo．200)2012年6月VEIIlCLEENGINEJHn．2012车用柴油机放热规律与燃烧噪声的关系田维．曾东建，王媛媛(西华太学交通与汽车工程学院，四川成都610039)摘要：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

2、过改变喷射参数可以改变裳油机的燃烧噪声水平。关键词：柴油机；高压共轨；放热规律；燃烧噪声；燃料喷射DO!：10，3969／j．issn．10012222．2012．03．018中图分类号：TK421．6文献标志码：B文章编号：1001—2222(2012)03—0082～05汽车对环境的危害主要包括两个方面：一是排表1试验用柴油机主要技术参数气污染；二是噪声污染。噪声不仅会影响车外环境，缸径／mm93标定扭矩／N·m260同时也会造成车内环境的舒适性下降。发动机的噪标定扭矩2000～行程／mm92声一般包括燃烧噪声、振动噪声和进排气噪声，燃烧}转速／r·m‘no280q

3、噪声是其中的主要部分[1。]。发动机的燃烧噪声是最低燃油消耗辜／压缩比17．5：1≤210g·(kW·h)一1气缸内混合气燃烧过程中所产生的压力波不断冲击排量／L2．4985喷油器BosehCR12．0燃烧室壁面使其产生振动的结果，因此燃烧噪声与标定功率／kW75喷孔数／个6气缸压力有关口“。一般燃烧噪声声强与压力升高标定功率3800喷孔直径，mm0。137率的平方成正比，噪声声压级与放热率的对数成正转速／rITlllll比，而气缸压力的变化实质上就是燃烧放热规律的2试验结果及分析结果。一般当压力升高率在0．6MPa／(。)以上时，发动机就会有强烈的振动，为了保证柴油机

4、平稳运2．1转速和负荷对燃烧噪声的影响行，要将压力升高率控制在0，5MPa／(。)以下e”。为了分析不同工况下的放热规律和压力升高率燃烧噪声的大小可以由气缸压力声压级来表征¨]，与燃烧噪声水平之间的关系，选取l000r／min，通过对气缸压力的频谱分析，结合燃烧过程对气缸2400r／min和3600r／rain代表低中高转速，分别试压力的影响，可以找出燃烧过程中放热规律与燃烧验研究不同负荷下燃烧过程及其对气缸压力声压级噪声的关系[7]。频谱特性豹影≈商。图1至网3分别示出不同转速、不同负荷时的1试验及测试条件燃烧放热率和气缸压力。图4示出最高气缸压力和以1台配备有高压共

5、轨喷射系统的4缸高速直最大压力升高率。图5至图7示出不同转速不同负喷柴油机为研究对象，试验发动机参数见表1。试荷条件下的气缸压力声压级。由图l至图3可以看验用燃油喷射系统为BOSCH第二代高压共轨系统，出，随着负荷的增大，放热始点和放热重心均有所提试验采用两次喷射，最大喷射压力为145MPa。柴油前，放热终点时刻不变，放热峰值增大，单位曲轴转机气缸压力采用KISTLER的6055BBSP96微型石角内的放热量增加，由此使得最高气缸压力和最大英传感器测试，采样间隔固定为o，26曲轴转角，压力升高率增大(见图4)。气缸压力和压力升高率收稿日期：2011-11—02；修回日期

6、：2012一05—24基金项目：NJPl省教育厅项目(11ZA284)；省部共建教育部重点实验室项目(SB2DPY一1l19)；校重点项目(Z1120321)作者简介：田维(1981)，男，博士，主要研究向为内燃机工作过程优化及控制技术；tianviv@hotmail．COrn。2012年6月田维，等：车用柴油机放热规律与燃烧噪声的关系·83·又直接影响气缸压力声压级，也就直接影响到燃烧噪声。图5至图7示出了1000r,／min，2400r／min和3600r／min的气缸压力声压级，由图可见，大负山苫荷相对于小负荷工况声压级分别提高了约1、5％，·_R瑚担扩叠皇、R蚓

7、曲轴转角9，『o)目旷a气缸压力120100曲轴转角∞／fo1一}、80a气缸压力■180：60_Ij{L140茬40．辎}20二1000基so20020406080曲轴转角p，(。)栏20b放热率一20一20—IOO102030405060图33600r／rain不同负荷条件下的气缸压力和放热率曲轴转角∞，(。)b放热率图11000r／min不同负荷条件下的气缸压力和放热率20￡皇、长垲嗣旷墟蜡L8宴、R6幽增4平均有效压力‰。，MPa扩a最高气缸压力2O一6040—2002040608()100曲轴转角f，r)a气缸压力140120．