發動機噪聲故障分析問題所在


    在正常情況下，挖掘機維修柴油機噪聲隨其轉速的 增加直線上升。自然吸氣式四沖程柴油機每增加10倍轉速，噪聲增大30dB（A），四沖程增壓式柴油機每增加10倍轉速，噪聲增量為40dB。若在增速過程中出現噪聲峰波，就是噪音來源識別當中的 問題所在，可以用1/3倍頻程頻譜分析，初步查明主要噪聲成分。氣體(gases)噪聲排氣噪聲產生機理：柴油機工作過程中，在排氣閥處，氣體的 流動是不穩定的 ，它以壓力波動的 方式，傳到排氣系統(system)的 出口，在尾管出口處，連速度波動產生了輻射噪聲，可見排氣噪聲來源于排氣系統內的 不穩定流動。排氣噪聲的 定義通常指的 是排氣系統輻射出來的 總的 噪聲，包括管壁和消音器壁的 輻射噪聲以及尾管出口的 氣動輻射噪聲，若將排氣系統的 管壁和消音器壁假設為剛性的 ，則排氣噪聲指的 是僅氣體動力性噪聲。降低排氣噪聲最有效方法就是設計安裝一個高效（ɡāo xiào）、低阻力的 排氣消音器。影響排氣噪聲的 主要有發動機轉速、氣缸數、負荷、排氣管尺寸等。
    內燃機排氣(Exhaust)開始時，挖掘機修理燃氣溫度約為800－1000℃，壓力約為0．4－0．5Mpa，但排氣閥(vene velve)打開出現縫隙時，廢氣以脈沖的 形式從縫隙中沖出，形成能量很高、頻率很復雜的 噪聲。根據排氣過程產生噪聲的 機理，有以下幾種成分(ingredient)。
　　①氣壓力脈動聲；
　　②流通過氣門、氣門座等處發生的 渦流聲；
　　③由于邊界層氣流擾動發生的 噪聲
　　④排氣(Exhaust)出口噴流噪聲。多缸柴油機排氣噪聲的 頻譜中，低頻出往往存在一個明顯的 噪聲峰值，這個噪聲就是基頻噪聲。由于各氣缸排氣是在指定的 相位上周期性進行。因而這是一種周期性噪聲。基頻噪聲的 頻率和每秒鐘的 排氣次數，即爆發頻率是相同的 。基頻噪聲的 頻率計算公式為：f=Nn/60τ式中：N——柴油機氣缸數；n——柴油機轉速；（r/min）τ——內燃機沖程系數；四沖程τ=2，二沖程τ=1燃燒噪聲通常把燃燒時氣缸壓力(pressure)通過活塞、連桿、主軸承(bearing)傳至發動機機體以及通過氣缸蓋等引起內燃機結構表面振動而輻射的 噪聲稱為燃燒噪聲。柴油機工作時燃燒室在極短時間內發生高溫高壓的 燃燒，急速地釋放出能量。這種急劇的 壓力升高激發起發動機結構振動，從而輻射出噪聲。很明顯，氣缸壓力是燃燒噪聲的 強制力，因此燃燒噪聲與氣缸壓力有函數關系，此外還與發動機結構的 剛度，發動機表面的 聲輻射效應及周圍空氣的 傳遞特性有關。
    柴油機的 燃燒過程(process)通常分為四個階段——著火延遲期、急燃期、緩燃期和后燃期。挖掘機修理的基本內容包括：設備維護保養、設備檢查和設備修理。對挖掘機的修理工作進行加強，而相關的維修人員必須按照一定的實際狀況和質量來進一步分析受損害的狀況，而在分析其原因時，通常是因為自然性的磨損導致的，所以要進行有針對性的研究。對柴油機燃燒過程的 研究（research)一般采用壓力曲線（P—中）分析的 方法。圖1是典型的 氣缸壓力曲線。
氣缸壓力(pressure)與燃燒噪聲都是周期現象，氣缸壓力的 頻率成分支配燃燒噪聲的 頻率成分。將氣缸壓力與燃燒噪聲都進行傅里葉分析(Analyse)可以了解到聲壓級與氣缸壓力級有明顯的 依賴關系是在較高的 頻段。不管從壓力曲線圖或頻譜圖上分析，很顯然降低燃燒噪聲的 關鍵是控制燃燒壓力的 升高率。也就是說，柴油機應力求選用柔和的 工作過程。壓力升高率取決于著火延遲和燃料噴射規律。因此，降低燃燒噪聲的 一般方法有兩個方面：
　　①提高壓縮比，適當延遲噴油提前角，使用(use)十六烷值高的 燃料。這類措施用于縮短著火延遲期。
　　②減小初期的 燃料噴射率，利用進氣渦流減少著火前的 可燃混合氣量。挖掘機修理的基本內容包括：設備維護保養、設備檢查和設備修理。對挖掘機的修理工作進行加強，而相關的維修人員必須按照一定的實際狀況和質量來進一步分析受損害的狀況，而在分析其原因時，通常是因為自然性的磨損導致的，所以要進行有針對性的研究。機械噪聲由于柴油機上運動副很多，所以引起的 機械激振力也很多，其中有活塞與氣缸敲擊產生的 噪聲，正時齒輪(Gear)響聲，燃油噴射系統噪聲，配氣機構噪聲等。
     在發動機中，曲軸、飛輪、皮帶輪等轉動部件中的 任何一個都會形成振動力，由于這個振動力與部件的 不平衡量成正比，與其每分鐘轉速的 平方成正比，因此，當轉速增加時，振動也被急劇放大，所以轉動部件之間的 平衡量最好小一些。挖掘機修理是指設備技術狀態劣化或發生故障后，為恢復其功能而進行的技術活動，包括各類計劃修理和計劃外的故障修理及事故修理。通過完善的服務鏈條實現維修質檢一條龍的高質量服務，能夠幫助企業樹立良好的品牌形象，進而實現對產業發展的良好推動。其它機械噪音來自發動機活塞(piston)、氣門機構等，構成了發動機噪音的 一部分，如活塞敲缸，挺桿噪音，氣門開閉所產生的 噪音，氣門和氣門彈簧(Spring)振動所產生的 噪音，以及正時鏈與鏈輪嚙合時產生的 噪音。活塞敲缸是活塞側面敲擊缸壁所產生的 噪音，當作用（role）到活塞上的 壓縮壓力轉變為燃燒壓力時，就產生了敲缸。活塞敲缸因活塞間隙的 不同而不同，活塞間隙大時，最有可能產生敲缸聲。活塞敲缸的 特點是發動機冷態時很響，因此時活塞間隙大，隨著發動機的 溫升，聲音也變小。要減輕活塞敲缸，必須減少主側壓力，因此有些發動機將活塞銷的 中心與活塞中心線偏離一定距離，即可減少敲缸聲。減少活塞敲缸的 另一方法(method)是在活塞裙部安裝鋼架，用以減少活塞裙部的 熱變形，從而可使用尺寸略大的 活塞，將活塞間隙減小，使活塞敲缸聲變小。