Page 225 - 《应用声学》2025年第1期

第 44 卷 第 1 期 黄锋等： 异常燃烧噪声导致的柴油机启动异响研究 221

TDC3 S 1 =108° TDC4 TDC2 TDC1
(ᝠካᮕإ෴᧚֗إ࠱௑҉)
S 0=48°

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图 8 “启动中断” 程序图示
Fig. 8 Illustration of the “Start Interrupt” program
4.4 根本原因锁定 因此，在当前喷油中断系统中，单独针对启动工况

根据以上分析，可以发现当前的底层喷油逻辑 开发一套程序，即“启动中断程序”，如图8 所示。将
S 1 计算预喷和 S 0 计算主喷的位置往后移 60 曲轴
◦
存在一个不合理的现象，第 4 缸预喷信号计算的 S 1
时刻 (第 4 缸上止点前 168 ) 在同步信号识别时刻 转角，因文中异响发生时刻为 300 r/min 附近，故将
◦
(第 4 缸上止点前 138 ) 之前，其并没有满足预喷计 启动中断设定一个最大转速为 400 r/min，“启动中
◦
算的条件，导致第 4 缸预喷计算失败；而第 4 缸主喷 断” 喷油逻辑如图 8 所示。增加 “启动中断” 后，在
信号计算的 S 0 时刻 (上止点前 108 ) 在同步信号识 400 r/min 以下的启动工况，即进入新的喷油程序，
◦
别时刻 (上止点前 138 ) 之后，因此主喷可以计算成 经验证，第 4 缸主预喷均能顺利喷射，如图 9 所示，
◦
功并在上止点前顺利喷射。而如若接下来的 2-1-3 主观上异响得以完全消失，由于新的 “启动中断程
缸首先压燃，曲轴转角必然转过了 4 缸上止点位置， 序” 仅在400 r/min 以下启动工况起作用，优化了启
成功获取了同步信号，故主预喷均能顺利喷射。 动性能的同时，对发动机其他性能无影响。

5 优化方案研究 6 结论

当前的喷油中断逻辑，对于怠速及以上转速， (1) 对异响信号进行滤波与声频回放并经主观
判断，确认启动异响所处频段为 1∼3 kHz。通过对
动力性、排放、油耗及 NVH 等属性均达成目标，仅
缸内压力、缸体振动的同步采集和时频分析确认异
对于匹配了单凸轮轴且同步信号识别位置在 168 ◦
之后的硬件系统，产生了文中的启动工况燃烧异响。 响系燃烧噪声，采集真实喷油信号发现启动工况第
4 缸仅有主喷信号，无预喷信号，进一步肯定了异响
10 为预喷失败导致的异常燃烧噪声。
9 إ෴ηՂ
8 జᣉηՂ (2) 对底层喷油中断系统分析，发现当前喷油
ᮕإ1
7 程序和单凸轮轴同步信号的匹配上存在不合理之
ᮕإ2 ᮕإ
6 处，第 4 缸预喷计算时刻在同步信号获取时刻之前，
ႃԍ/V 5 4 导致预喷计算失败，而主喷可以计算成功。
3 (3) 在当前喷油中断系统下，单独针对启动工
2
1 况开发一套 “启动中断” 程序，在 400 r/min 以下的
0 转速下，将预喷和主喷计算时刻均往后推 60 曲轴
◦
-1
4.96 4.98 5.00 5.02 5.04 5.06 转角，确保第 4 缸同步信号获取成功后，再计算预
௑ᫎ/s
喷，经验证，异响得以完全消除，且对发动机其他性
图 9 增加 “启动中断” 程序后，第 4 缸先压燃时喷
能无影响。
油信号
柴油机启动工况出现的燃烧噪声，行业内鲜有
Fig. 9 After adding the “start interruption” pro-
gram, the fuel injection signal when the 4th cylin- 报道，本次对底层喷油系统和凸轮轴同步信号的匹
der is pressurized first 配研究，也为发动机异响排查工作提供一定依据。