【嘉興發(fā)電機出租】基于角度域的汽油發(fā)電機組噪聲分析

時間：2021-06-01

內(nèi)燃機噪聲是由多個聲源構成的復雜噪聲，根據(jù)噪聲產(chǎn)生的性質(zhì)可分為空氣動力性噪聲、機械噪聲、燃燒噪聲。這些噪聲的產(chǎn)生都與發(fā)動機工作過程及部件運動相關。在進行發(fā)動機燃燒過程分析以及氣門、活塞等部件的運動分析時，通常以曲軸轉(zhuǎn)角作為參數(shù)。研究這些參數(shù)隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律，即角度域分析，因此，對振動噪聲信號進行角度域分析，能夠?qū)l(fā)動機工況與振動噪聲問題相關聯(lián)，對發(fā)動機振動噪聲進行深入分析。前期已通過聲強法對一臺單缸汽油發(fā)電機組的噪聲源進行識別，確定該機組的主要噪聲源為排氣噪聲、進氣噪聲及缸頭噪聲，本文基于角度域?qū)@三個噪聲源進行分析，判斷它們與燃燒過程、氣門運動過程之間的關系，確定影響它們大小的因素。

試驗系統(tǒng)及步驟

.1試驗系統(tǒng)

試驗采用比利時LMS公司的SCADAMobile數(shù)據(jù)采集**，同時采集曲軸轉(zhuǎn)角信號、轉(zhuǎn)速信號、氣缸壓力信號、進氣門和排氣門振動、缸體振動、排氣噪聲、進氣噪聲、缸頭噪聲，主要的測試量及傳感器見表1。試驗采用LMS公司的Test.1ab軟件進行信號采集，采樣頻率為25.6kHz，F(xiàn)頻率分辨率為lHz。

.2試驗步驟

連接測試系統(tǒng)，設置測試參數(shù)，標定各傳感器的靈敏度；將編碼器與曲軸連接，并準確調(diào)整上止點位置信號：用火花塞一體式缸壓傳感器替換原機火花塞；根據(jù)空間位置布置加速度傳感器，本試驗將加速度傳感器布置在進排氣門搖臂上表征進排氣門振動，缸體振動傳感器安裝在缸體平面中心；聲壓傳感器加裝風罩。減小進排氣流及冷卻風對傳感器的影響，測量缸頭噪聲的傳感器布置在距離缸頭lcm處，進排氣噪聲測量分別在距進排氣口30cm處。并與進排氣口軸線成45度夾角的位置布置傳感器，減小進排氣流對傳感器的影響。試驗在半消聲實驗室進行，依據(jù)歐盟噪聲標準要求，設定機組功率3.75kW，轉(zhuǎn)速由發(fā)電機組自行控制在3000+150r／arin。待其穩(wěn)定工作。機油溫度上升到正常工作的溫度時，開始進行測試。對采集到的時域信號進行處理，根據(jù)編碼器輸出的脈沖信號（1。／脈沖），完成時域信號到角度域信號的轉(zhuǎn)換，根據(jù)上止點位置對角度域數(shù)據(jù)進行對正。

測試結果及分析

試驗采集到時域信號及編碼器脈沖信號，通過軟件計算后可將時域信號轉(zhuǎn)換到角度域，得到缸壓、進排氣搖臂振動、缸體振動、進排氣噪聲、缸頭噪聲等信號隨曲軸轉(zhuǎn)角變化的角度域信號。通過對缸壓、進排氣搖臂振動的角度域信號分析結合上止點位置信號及配氣相位參數(shù)等，可得到各工作循環(huán)內(nèi)發(fā)動機的工作狀態(tài)，圖1所示為發(fā)動機在兩個循環(huán)（發(fā)動機運轉(zhuǎn)4周）內(nèi)。發(fā)動機的工作過程。

通過角度關系將缸體振動信號對應到發(fā)動機各工作過程中，得到缸體振動信號與發(fā)動機工作狀態(tài)的關系，如圖2所示，從圖中可以看出，缸體振動在氣門開啟及關閉時有明顯的沖擊峰值，在氣缸壓力較大處時也有一個明顯的振動峰值，說明缸體振動受燃燒及氣門開啟關閉時的沖擊的影響。

將進排氣噪聲及缸頭噪聲與發(fā)動機工作狀態(tài)相對應。得到進排氣噪聲、缸頭噪聲與發(fā)動機工作狀態(tài)及缸體振動的關系，如圖3所示，可以看出，缸壓較大點后機體振動出現(xiàn)較大的振動峰值，但沒有出現(xiàn)與燃燒噪聲相對應的較大的噪聲峰值，可知進排氣噪聲及缸頭噪聲與燃燒噪聲關系不明顯。排氣噪聲明顯與排氣門開啟過程相關。其噪聲較大時刻發(fā)生在進排氣重疊過程：而進氣噪聲和缸頭噪聲與進氣門開啟過程相關，同時其噪聲峰值缸體振動峰值相關，因此進氣噪聲和缸頭噪聲與配氣機構等產(chǎn)生的機械噪聲或氣動噪聲關系較大。

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