（3）環(huán)境溫度和氣壓修正

      當測試環(huán)境的溫度和氣壓偏離標準環(huán)境條件（溫度t₀=20℃，氣壓Po=100 kPa）引起的修正值等于或大于0.5 dB時(shí)，應加以修正，修正值K?：

K₃=101g｛√293/（273+t）•（P/100）｝

      式中，t為測試環(huán)境的溫度，℃；p為測試環(huán)境的氣壓，kPa。

      7室：t=28℃，p=81 kPa，K?=-0.52 dB。

二、測量結果計算

1、測量表面平均聲壓級的計算

      根據圖2所布置的測點(diǎn)進(jìn)行測量時(shí)，測量的平均聲壓級用下式計算：

?_p=101g（1/N）Σ10^0.1LPi

      式中，?_P為測量表面的平均聲壓級，dB；L_pi為第i點(diǎn)所測得的聲壓級，dB；N為測點(diǎn)總數。

2、聲功率級的計算

      聲功率級的計算公式：

?_w=?_p+101g（S/S₀）=?_p+12.7

      式中，?_w為聲功率級，dB；?_P為測量表面的平均聲功率級，dB；S為測量表面面積，m²，其中，S=4（ab+bc+ca），α=L?/2+d，b=L₂/2+d，c=L?+d，L?，L?，L?分別為基準體的長(cháng)、寬、高，m；S₀為基準面積，m²。

三、試驗結果及分析

1、不同大氣壓下，整機噪聲隨轉速變化

      根據圖3所示結果可知，直噴式柴油機表面輻射噪聲基本隨轉速增加而增大，這主要是由于機械噪聲增大的緣故，此外，燃燒噪聲也有影響。對比2個(gè)曲線(xiàn)圖可知，90 kPa大氣壓下的噪聲值明顯高于101 kPa下的值。按理來(lái)說(shuō)，由于高原氣壓低，空氣稀薄，導致發(fā)動(dòng)機功率下降，所以柴油機在高原狀態(tài)下其功率和扭矩要明顯小于平原狀態(tài)下的值，但柴油機采用渦輪增壓技術(shù)，所以要恢復其功率，其噪聲值要大于平原狀態(tài)下的值。這表明，在高原狀態(tài)下排氣壓力下降，氣缸的內外壓力差增加，排氣較為順暢，使保留在氣缸內的殘留廢氣減少，有利于快速完成著(zhù)火前的物理化學(xué)準備過(guò)程。使預混和階段完成著(zhù)火準備的混合氣數量增加，燃燒速度加快，從而導致燃燒噪聲較平原的高。

2、模擬101kPa下，額定工況下1/3倍頻譜分析

      根據圖4所示的1/3倍頻程頻譜圖可知，柴油機前、后、左、右四個(gè)面八個(gè)測點(diǎn)噪聲均在500～700 Hz范圍內較大，主要由于進(jìn)、排氣歧管輻射噪聲，飛輪、齒輪旋轉引起的機械噪聲以及其他附件工作發(fā)出的噪聲所引起的，在柴油機上方則在1200～1500 Hz范圍內較大，主要由缸蓋輻射燃燒噪聲所致，這對人影響較大，應該改變缸蓋的剛度或者加阻尼以改變缸蓋的固有頻率。

3、輻射噪聲隨轉速的變化

      根據圖5可知，轉速較高時(shí)，表面輻射噪聲聲功率級隨轉速增長(cháng)基本呈線(xiàn)性的關(guān)系，受海拔影響不是十分顯著(zhù)，這主要是因為在高轉速時(shí)機械噪聲是主要的噪聲源。而機械噪聲主要的激勵源是不平衡的慣性力及力矩、活塞的拍擊、進(jìn)排氣門(mén)落座時(shí)的拍擊以及齒輪嚙合傳動(dòng)等。隨著(zhù)轉速增加，活塞的橫向運動(dòng)以高速進(jìn)行，氣門(mén)撞擊也將增強等因素，機械噪聲大幅度增加，因此表面輻射噪聲隨轉速增加而增大。在轉速較低時(shí)，燃燒噪聲較為突出，燃燒噪聲產(chǎn)生的根本因素則是壓力升高率，壓力升高率主要取決于滯燃期內形成的可燃混合氣多少，由于本機是增壓柴油機，如圖3和4所分析的原因，故此高原噪聲較平原高。

4、增壓對輻射噪聲的影響

      從圖6可知，自然吸氣柴油機與增壓柴油機之間在不同轉速下的噪聲對比，在標定功率點(diǎn)（滿(mǎn)負荷），增壓柴油機可以顯著(zhù)的降低噪聲輻射水平。隨著(zhù)轉速的降低，增壓柴油機的噪聲輻射水平有所增加，當達到最大扭矩點(diǎn)的時(shí)候噪聲輻射水平基本相同，當轉速進(jìn)一步降低的時(shí)候，增壓柴油機的噪聲反而高于非增壓柴油機。在頻率較高時(shí)增壓柴油機輻射噪聲較小，主要是由于增壓后氣缸內的空氣密度和溫度升高，滯燃期縮短。由于采用渦輪增壓后，壓縮壓力及溫度均升高，這就減小了著(zhù)火滯后期，降低壓力升高率，燃燒過(guò)程比較柔和。所以，渦輪增壓可以使噪聲降低。同時(shí)，還由于采用渦輪增壓，可以在不惡化柴油機性能的前提下大幅度延遲噴油定時(shí)，從而，更進(jìn)一步地降低了燃燒噪聲。渦輪增壓柴油機與非增壓柴油機相比，在全負荷時(shí)，其缸內壓力頻譜在高頻區域上噪聲級大幅度地下降。但在空負荷時(shí)，由于增壓柴油機的壓縮比一般比非增壓柴油機低，因而在空載情況下，壓縮終了的溫度也就比非增壓時(shí)低，使著(zhù)火延遲加長(cháng)，而壓力升高率高，故在空負荷下渦輪增壓柴油機的噪聲下降不多。

5、不同轉速下輻射噪聲隨噴油提前角的變化

      燃燒噪聲起源于燃油在燃燒室中的壓縮著(zhù)火與滯燃期內形成的可燃混合氣的突然燃燒。燃燒噪聲與氣缸內壓力開(kāi)始急劇上升期間的壓力升高率有密切關(guān)系，壓力升高率愈高則燃燒噪聲愈大。對于直噴式柴油機而言，減小供油提前角可以推遲供油，縮短著(zhù)火延遲期，使壓力升高率下降，從而也可以使燃燒噪聲降低，供油提前角示例如圖7所示。本次測試選擇三個(gè)不同的供油提前角，分別為16°CA、12.5°CA、9°CA，運用大氣壓模擬設備模擬81kPa下不同供油提前角對柴油機整機噪聲的影響如8圖所示。

      從圖8可知，整機表面輻射噪聲隨供油提前角的增加而增大。但供油提前角對噪聲的影響不是線(xiàn)性變化關(guān)系，也就是說(shuō)，當供油提前角大到一定數值后，再增大供油提前角，整機噪聲才明顯增大，隨著(zhù)供油提前角的增加，滯燃期變長(cháng)，由于燃燒過(guò)程的滯燃期延長(cháng)，滯燃期內的噴油量增加，氣缸內的最大爆發(fā)壓力迅速增長(cháng)，壓力升高率增大，則燃燒噪聲也增大，供油提前角通過(guò)改變滯燃期的長(cháng)短來(lái)影響柴油機噪聲。此外，供油提前角大，噴油時(shí)間早，此時(shí)氣缸內壓縮溫度和壓力相對低一些，使得滯燃期延長(cháng)，燃燒壓力振蕩的強度隨供油提前角增大而增大，因而燃燒噪聲增加。供油提前角小，噴油時(shí)間延遲，氣缸內溫度和壓力在燃油噴入時(shí)較高。燃油一經(jīng)噴入即霧化，瞬間達到著(zhù)火點(diǎn)，縮短了滯燃期。最先噴入的燃油爆發(fā)燃燒，而后續噴入火焰中的燃油因氧氣不足而不會(huì )立即燃燒。這樣，由于初期燃燒的燃油量少，壓力升高率低，可使燃燒噪聲減小。大多數柴油機的燃燒噪聲隨供油提前角的減小而有所降低。但如果噴油時(shí)間過(guò)遲，雖然燃料進(jìn)入氣缸后的初始溫度和壓力較高，然而作用時(shí)間短，會(huì )出現著(zhù)火燃燒前活塞已開(kāi)始下行的情況，使氣缸內空氣壓力和溫度降低，從而使滯燃期增加，燃燒噪聲增加，因此，供油提前角應針對具體的柴油機綜合考慮各項指標選取適當值。

四、結論

      通過(guò)試驗測試及分析研究得知大氣壓力、轉速對整機輻射噪聲的影響規律。

（1）在相同的轉速工況下，渦輪增壓柴油機整機輻射噪聲基本隨海拔增加（大氣壓力降低）而增大。

（2）在柴油機轉速較高時(shí)，整機輻射噪聲基本與轉速成線(xiàn)性關(guān)系，隨轉速增加而增大，基本不受海拔的影響；在轉速較低時(shí)，大氣壓力小輻射噪聲反而大。

（3）增壓與自然吸氣柴油機對比發(fā)現，在轉速較低時(shí)，增壓比自然吸氣柴油機輻射的噪聲大，但在轉速較高時(shí)，自然吸氣柴油機輻射噪聲較大。

（4）供油提前角對整機輻射噪聲有著(zhù)重要的影響。供油提前角的大小主要是改變滯燃期內混合氣量，影響氣缸內壓力升高率，若供油提前角增大，整機輻射噪聲通常會(huì )增大，但供油提前角也不能無(wú)限制的減小，減小到一定程度，噪聲反而會(huì )有所增加。因此，應該綜合柴油機動(dòng)力性、經(jīng)濟性選取最佳供油提前角。

總結：

      康明斯發(fā)電機廠(chǎng)家在本文中采用工程法和簡(jiǎn)易法，運用大氣壓模擬測試系統，以某四缸柴油機為研究對象，測試計算柴油機整機噪聲在81kPa、90kPa、101kPa海拔下隨轉速的變化，以及在標準工況下1/3倍頻程聲壓級。分析測試結果表明：柴油發(fā)電機表面輻射噪聲隨轉速增加而增大，且隨海拔的不同也會(huì )增大，缸蓋輻射噪聲在1200～1500 Hz內較大，主要是燃燒噪聲所致。