摩托车发动机低噪音技术的研究与应用.docx

摩托车发动机低噪音技术的研究与应用

摘要：摩托车作为一种交通工具受到了人们的普遍欢迎，摩托车发动机的噪音问题已成为一个热门话题。为提高摩托车的骑行体验、降低噪音污染，对摩托车发动机进行低噪音控制是十分必要的。文章阐述了低噪音技术的研究现状，分析了摩托车发动机低噪音技术，介绍了摩托车发动机低噪音技术的应用方法，探讨了摩托车发动机低噪音技术的研究成果与应用前景。

关键词：摩托车发动机低噪音技术应用

发动机的设计与制作水平直接影响着发动机的噪音情况。使用优质的材质及精细的机械加工，可有效地减少摩托车的振动及噪音。隔声降噪技术也是一种很好的降噪方法。在发动机四周加装吸音材料及消声器，可降低发动机排气及机器运转时之噪音。另外，为了减少发动机的噪音，还可以对排气、进气系统进行了优化，使之更加有效，从而降低摩托车发动机的噪音。

1低噪音技术的研究现状

近几年来，由于人们对环保及骑行舒适度要求的不断提高，各大制造商越来越重视发动机低噪音技术的研究及应用。在噪音技术的研究中，摩托车发动机一直是人们所关注的话题。随着我国城市化进程的加快，人口密度的不断加大，摩托车已逐渐成为一种不可缺少的交通工具。但是，摩托车发动机的噪音比较大，严重地影响了周边居民的正常生活，甚至危害到人们的健康。近年来，人们一直致力于对摩托车发动机的噪音问题进行研究与探索。试图通过改进发动机设计、优化排气系统、使用减噪材料等来减少发动机的噪音[1]。同时，将数字信号处理等先进技术引入到摩托车噪音控制中，为其降低噪音的研究开辟了新的途径。在汽车工业领域，降低发动机噪音也是一个很重要的方向。除了对发动机的设计进行优化外，部分制造商也在研究如何降低轮胎的噪音、减少振动、降低噪音，以及使用隔音材料等。通过对车辆轮胎及车体结构进行吸音处理，可降低道路噪音对车内的影响。另外，在混合动力、电动车等领域，由于其无发动机噪音、低振动等优点，已成为低噪音车辆的新宠。

2摩托车发动机低噪音技术分析

2.1点火角调整，改善燃烧压力梯度

从改善燃烧压力梯度入手，从根本原因出发，解决主要问题，可以调整点火角度，降低结构噪音，从而改善音质。在调整点火角时我们依据以下原则来设定：（1）为了确保没有爆震的情况下，可以得到最大的IMEP（平均有效压力），汽缸最大压力出现在上止点后15度；（2）为了降低结构振音同时保有最大IMEP，汽缸压力梯度的最大值（dP/dθ）max：油门开度70%以下，汽缸压力梯度1.8（bar/degree），其中，P指气缸压力，θ指曲轴角度；油门开度70%～100%，汽缸压力梯度2.6（bar/degree）；（3）为了维持最大马力，在最大加速噪音转速低于最大马力转速时，在最大马力转速的点火角度维持原车状态。如下示例，加速噪音最大时转速在6500rpm附近，最大马力转速在7500rpm，因此可将7500rpm以上的点火角度维持在原车状态[2]。以下为调整后油门全开的点火角，由于调整后点火角度都比小，所以可简称为退角（如表1）。经点火角调整后，于实验室测试可降低噪音1dB。

2.2增加曲轴轴承降噪机构，改善发动机振动异音

为进一步消除结构振音，我们在右曲轴箱上设计了曲轴轴承降噪机构，用来增加曲轴的稳定性，从而减小结构振音，进一步降噪。曲轴轴承降噪机构就是为了消除右曲轴箱的轴承座和曲轴轴承在高速运转时，钢珠与钢圈之间因间隙碰撞产生异音而设计。该机构如下图，设有一中空插销，外边缘有一倒斜角，配合插销弹簧、固定片，装配后，插销可对轴承外圈施加一个轴向力和径向力，将轴承外圈固定在轴承座上，消除钢珠与钢圈之间的间隙，解决发动机噪音的问题（如图1）。

2.3改进空滤器共振腔，从而改善进气声音

通过改善燃烧压力梯度，辅以改善发动机振动产生的异音，解决结构振音问题。接着从进气声音着手，进一步进行降噪。如下示例，从原车水准50km/hr右边噪音频谱图，做进一步分析，以下为改善燃烧压力梯度进行点火角退角后于实验室测得的声音频谱图：从以下频谱图，可见在400Hz位置，相对其他频率是最大声，因此，降低400Hz处音量是很有必要性。对于400Hz声音来源，一般与空滤器有关，这时需要先测量空滤器单体消音能力，再判断是否需要改善空滤器，接下来，可以利用专门的声学测测设备，测量空滤器单体的消音能力，对空滤器增加共振腔或者优化共振腔（如图2）。

空滤器共振腔的设计可依据亥姆霍兹共振器进行设计后接合实际试验后选择合适的共振腔，公式：。

其中，：频率；：声速；：是颈部截面积，：是颈部直径；：是颈部长度；：是指共振器的容积。

2.4排气系统技术

排气系统技术对噪音水平具有直接的影响。利用先进的材料与合理的设计，通过反射、吸声和消散等方法，能够有效地减少噪音。合理设计消音器内的各个膨胀室容积、比例、排列、结构，