Page 34 - 《应用声学》2022年第3期

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气、压缩、做功及排气，可清晰看出该发动机的着火 20 N·m负荷加速。由图13可见，实验系统模拟出的
顺序为1-3-4-2。对于实验系统可模拟发动机主要激 发动机振动响应所反映的阶次成分明显，对于四缸
励特征的验证，需要进行实验系统运行时的信号采 四冲程发动机最为重要的2阶成分极为突出。其中，
集实验，即分别对激振器输出上述 3 个加速工况下 满负荷加速工况、100 N·m 负荷加速工况下的阶次
的激励信号，以模拟发动机在满负荷、100 N·m负荷 成分与20 N·m负荷加速工况相比更为突出。
和 20 N· m 负荷的加速工况下产生的结构噪声。上
180 -15
述实验所用数据采集软件均为 LMS.Test.Lab 14.0， 150
125 -30
采样频率设定为4096 Hz，采集时间为180 s。 100
௑ᫎ/s 75 -40 ҫᤴएࣨϙ/dB
3.5 50 -50
ኄʷᎤ ኄ̄Ꭴ 25 -60
ኄʼᎤ ኄپᎤ
3.0 0 -70
0 100 200 300 400 500
ᮠဋ/Hz
2.5
(a) ໘᠇ᕳ
Ꭴԍ/MPa 2.0 180 -15
150
1.5
-30
125
௑ᫎ/s 100 -40
1.0 75 ҫᤴएࣨϙ/dB
50 -50
0.5 -60
25
0 -70
0 0 100 200 300 400 500
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 ᮠဋ/Hz
௑ᫎ/s (b) 100 N·m᠇ᕳ
图 11 发动机满载加速工况缸压曲线片段 180 -15
Fig. 11 Fragment of cylinder pressure curve under 150
125 -30
௑ᫎ/s 75 -50 ҫᤴएࣨϙ/dB
full load and acceleration of engine 100 -40
40 50 -60
25
xՔ૝үҫᤴए yՔ૝үҫᤴए 0 -70
20 0 100 200 300 400 500
ᮠဋ/Hz
(c) 20 N·m᠇ᕳ
0
ҫᤴएࣨϙ/dB -20 Fig. 13 Acceleration sensor signal spectrum under
各加速工况下加速度传感器信号频谱
图 13

-40
图 14 显示了对应的传声器实测声压信号频谱，
-60 various acceleration conditions
同样可见实验系统模拟出的发动机结构噪声所表
-80
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
现出的阶次成分明显，并以 1.5 阶和 2 阶为主，主要
௑ᫎ/s
噪声均集中在30 ∼ 160 Hz。
图 12 机体表面振动加速度曲线片段
根据转速计算，加速初转速 1000 r/min 对应
Fig. 12 Fragment of vibration acceleration on the
2 阶噪声响应频率约为 33.3 Hz，加速截止转速
surface of the engine body
5200 r/min 对应 2 阶噪声响应频率约为 173.3 Hz，
4 实验结果及讨论 与主要噪声覆盖频段基本吻合。另外，还可对实验
所测传声器信号在 2 阶噪声成分进行转速提取。从
图 13 显示了一组加速度传感器测量的振动加 满负荷加速工况下传声器信号图谱最为突出的 2 阶
速度信号频谱，关心频率为 0 ∼ 500 Hz，对应的 信号中提取转速，提取的转速与原信号转速对比如
实验工况分别为满负荷加速、100 N·m 负荷加速和 图15所示。