江铃高压共轨柴油机的噪声特性研究
江铃高压共轨柴油机的噪声特性研究[20191208103422]
摘 要
噪声污染、空气污染和水资源污染被认为是当今世界三大公害，噪声对人体的听觉系统、神经系统、心血管系统等均有不良影响。随着人们对生存环境要求的提高，噪声污染的受关注程度也越来越高。
本文运用声压级的基本理论，对江铃高压共轨柴油机不同转速、不同负荷工况下，柴油机整机噪声和零部件表面噪声进行了测量和分析，识别了柴油机的主要噪声源。近场噪声结果显示：在较高转速时，当负荷由75%下降到25%时，空气滤清器处的进气噪声上升2.3 dB (A)，在较低转速时，当柴油机负荷从25%增加到100%时，油泵处的声压级上升约4 dB (A)；整机噪声测量显示：柴油机在外特性运行时，当转速从2800r/min上升到3600r/min时，柴油机整机噪声的声功率级上升较为明显，转速每上升400r/min，声功率级增加2dB(A)。这些数据对于了解该型柴油机的噪声水平，具有一定的理论指导意义。
关键字:高压共轨柴油机噪声
目录
1 绪 论 1
1.1课题背景及研究意义 1
1.1.1课题背景 1
1.1.2研究意义 2
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1 发动机振动和噪声的研究现状 3
1.2.2 高压共轨柴油机的发展及应用 4
1.3 本文主要的研究工作 5
2 噪声及其评价 6
2.1噪声基本理论 6
2.2高压共轨柴油机噪声的分类和测量方法 7
2.2.1柴油机噪声的分类 7
2.2.2柴油机噪声测量方法 7
（1）分别运转消去法 8
（2）声压测量法 8
（3）声强法 10
（4）声强测量新技术 12
3 高压共轨柴油机噪声试验 14
3.1试验设备 14
3.2测量对象及参数 14
3.3测量的依据 14
3.4测量的条件 14
3.4.1测量场地环境 14
3.4.2高压共轨柴油机安装 15
3.4.3测量所需仪器和仪表 15
3.4.4测试点布置 16
3.4.5测量表面平均声压级计算 17
3.4.6声功率级的计算 17
4 高压共轨柴油机噪声测量结果 18
4.1近场噪声分析 18
4.2整机噪声分析 20
4.2.1柴油机的性能参数 20
4.2.2 整机噪声测量结果 20
4.3本章小结 22
5 总结与展望 23
5.1全文总结 23
5.2工作展望 23
参考文献 24
致 谢 25
1 绪 论
1.1课题背景及研究意义
1.1.1课题背景
近几年来，由于汽车产业的快速发展，人们对于汽车的乘坐舒适性和噪声控制水平的要求越来越高。根据据统计资料显示，交通噪声（主要是汽车噪声）占了城市噪声的绝大部分[1]。噪声不仅污染社区环境，而且影响人们的日常生活和身体健康。所以，噪声控制这一课题研究，不但有利于乘客的乘坐舒适性，而对环境保护也有很大的帮助。但是所有噪声的总根源是结构振动，很多部件的早期疲劳破坏都是由振动引起的，这使得汽车的使用寿命严重降低；噪声太高对驾驶员听力的损害十分巨大，在行车过程中，噪声是驾驶员产生疲劳的一大因素，最终将影响车辆行驶安全性[2]。因此，对噪声的控制，同样有利于车辆行驶的持久性和安全性。所以，为了降低振动，减小噪声，同时提升乘客舒适性，确保汽车的经济效益，应该综合考虑振动、噪声和舒适性等因素[3]，使把车辆的噪声水平控制在一定范围之内。
柴油机的噪声主要由空气动力性噪声和结构振动性噪声组成，进一步分析，占柴油机的整体噪声比重较大的要数进排气噪声，燃烧噪声，机械噪声以及风扇噪声[4]。发动机机噪声的详细分类如下图1.1。
图1.1 柴油机噪声分类
1.1.2研究意义
噪声污染是三大环境污染之一。上世纪九十年代初，联合国环境保护署(UNEP)发表的报告《环境状况一拯救我们的星球》指出：“噪声正在成为困扰人们的重大问题。”噪声污染与其他几大污染有所不同，它辐射的范围十分巨大，它不仅伤害人们的听力，更严重的是，它对人体神经系统等几大系统均有巨大影响，于是人们把噪声叫做“慢性毒药”[5]。随着我国汽车保有量的增加，汽车对环境的污染日益严重，已经对人们生活质量产生了很大的影响，其中汽车噪声所造成的污染严重影响人的精神状态和生活质量。实验结论得出，人们长时间在高分贝噪声场地工作，对人耳听力的影响十分巨大，甚至造成耳聋耳鸣。在某种程度上，噪声污染将会对人们的日常生活及睡眠造成干扰，影响人们精神状态，危害人民健康，生活品质也会大打折扣。因此如何对汽车进行降噪已经成为一个全球性课题，得到了全球各个国家的普遍关注，许多国家都已经颁布了噪声相关的法律法规，严格限制噪声值，并且对发动机整机噪声也制定了严格的实验标准[6]。
为增强汽车噪声污染管理工作，确定汽车噪声衡量标准及相关依据，根据我国国情，国家相关机构在2002年1月4号颁布了GB 1495—2002(汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法>强制性标准。这一标准的颁布，转变了以往许多不完善的方面，对防治车辆噪声污染具有显著的效果，同时将有利于推动我国车辆噪声标准体系的建立和完善。
为正确实施以上相关标准，要搞明白什么因素对车辆行驶车外噪声会造成影响。对主要的因素进行相关讨论，并且应提出降低汽车噪声的方法。
汽车噪声级别是评价一辆汽车工艺制造水平的重要标准，它是汽车品质和性能的集中体现。汽车噪声是一种复杂的噪声，由于它产生的结构不同，又可细分为内燃机噪声及车辆行驶噪声。
内燃机相关的噪声源主要包括：进、排气噪声、风扇噪声、燃烧噪声和内燃机相关部分发生振动产生的噪声。
车辆行驶相关的噪声源主要包括：传动噪声、轮胎噪声、车身各部分在内燃机和地面共同激励下产生的振动噪声，此外还有刹车片噪声、汽车车体和大气运动的气流噪声等。
以上的噪声与车辆和内燃机形式有关，还和汽车行驶速度、内燃机转速、行驶工况、车身重量及路面情况相关。这几种噪声的产生是不可避免的，除非汽车不行驶。各种用途汽车噪声的特征以及各部分噪声占整体噪声能量的比率有很大差别。据相关研究成果显示：占汽车噪声比重较大的是内燃机噪声，但是，汽车在快速行驶时，汽车轮胎噪声却成为最大的噪声源。虽然最近几年人们运用声强测量法等先进实验方法和分析手段，大体上熟悉了车辆噪声的主要构成，但是因为影响因素过于繁杂，所以车辆噪声的控制依然是很难在短期内取得巨大成果的。
在内燃机的各种噪声中，占比重较大的是机体表面振动噪声。它是由燃料燃烧以及振动所造成的，因此又分为燃烧噪声和机械噪声。燃烧噪声是燃料燃烧时造成连杆、缸体等振动而发出的噪声；机械噪声是机体部件之间碰撞而发出的噪声。柴油机中机械噪声占比重较大。燃烧噪声和机械噪声的数值是随着内燃机转速的上升而增加的。通常，转速较低时，燃烧噪声占比重较大，转速较高时，机械噪声占比重较大。冷却电扇噪声是汽车的主要噪声源。尤其是最近几年，随着家庭轿车普遍配备了空调以及涡轮增压发动机的使用，夏季发动机仓内的温度很高，风扇的工作量大大增加，因此，风扇噪声已经越来越严重。风扇噪声与发动机转速有直接关系。实践表明，减少振动是降低噪声的根本措施。当然，增强内燃机机体的刚度和阻尼，有利于减少机体表面的振动，最终也能够达到减小噪声的目的[7]。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 发动机振动和噪声的研究现状
内燃机噪声是车辆噪声的最重要来源，因此，控制发动机噪声已经成为汽车工程师们的一个重要课题。目前，我国发动机的噪声控制水平却是远远地低于发达国家。例如，日本重型卡车的内燃机噪声的比重已经可以降到只占总噪声的三分之一[8]。这大大超过了我国目前的躁声控制水平。
由于车辆噪声的控制标准逐渐提升，各国汽车工程师都更加重视发动机噪声问题，并把它作为评价汽车品质的重要指标。迄今为止，控制发动机噪声的原理分析和研究已经经历了四个阶段：第一阶段，自上世纪50年代开始，对发动机噪声部分进行分析以及实验探究；第二阶段，自上世纪60年代到70年代，主要是改变了内燃机的结构。第三阶段，从1980年开始，探究了振动传递函数与内燃机噪声的关系；第四阶段，在20世纪末，开始进入虚拟样机设计和实验技术相结合的时期，这一时期的躁声控制研究已经到了优化设计阶段[9]。
陕西法士特汽车工程研究所的薛亮，黄森等人研究了汽车的NVH特性。他们概括总结了车辆振动与噪声控制方面的现状和研究趋势，并且讨论了NVH的研究方法及将来的发展空间，对我国汽车行业的未来发展提出了建议和指导。
Bucheger等人提出采用声强法相关理论来测量机体噪声，原理表明，这个系统是一个多输入双输出的结构，这种结构能够有效的识别柴油机噪声源的声强值和传播方向。声强法主要用于复杂噪声源的识别以及测量几个共同干扰下的声源声强。
东风商业车技术中心谭征宇对高压共轨柴油机的噪声进行研究。实验结果显示，内燃机的转速升高时，整机噪声也会随之增大；在低速区，燃烧噪声构成发动机整机噪声的主要部分，机械噪声所占比重很小；高速区却正好相反。负荷变化对整机噪声有一定影响，低速燃烧噪声是降噪重点；预喷可以大大降低高速小负荷整机噪声，高速大负荷区机械噪声是降噪的重点。此外，探究影响发动机排放及噪声的有关参数，能够对此种高压共轨柴油机降低噪声提供指导意义。
1.2.2 高压共轨柴油机的发展及应用
高压共轨系统主要包括油泵、压力传感器及电子控制单元，它生成喷油压力的过程与喷油过程是互不干扰的[10]。首先，燃油被高压油泵加压后直接送到供油管，然后精确控制公共供油管内的燃油压力，这就能保证内燃机的转速不会影响高压油管内的油压，因此能够很大程度上减小供油压力的波动范围。有利于减轻发动机的机械振动和噪声。电子控制单元能够自动调节喷油量的大小[11]。
高压共轨系统采用很大的高压共轨腔把燃油积聚在一起，而且待把燃油压力波动消除以后，再向各个喷油器进行输送，燃油喷射时间的长短直接由喷油器电磁阀来控制[12]。该系统的主要结构及工作流程如图1.2所示。
1.2 高压共轨系统结构及工作流程图
柴油机共轨系统最早是由博世和奔驰公司在上世纪九十年代末联合开发的，经过十几年的发展，目前，这套系统已经开发了三代。第一代高压共轨系统旨在保证燃油的最高压力，然而却造成燃油温度过高以及能量浪费。第二代高压共轨系统能够按照内燃机的工况随时改变喷油压力，预喷射以及后喷射功能能够降低内燃机内部燃烧噪声，降低爆震频率以及优化内燃机排放。第三代高压共轨系统不再使用电磁阀，而是用压电执行器取而代之。它能够更加精确的控制调节燃油喷射，对于减小烟雾及NOx排放具有显著效果[13]。
工程机械所用柴油机中，大多数柴油机单循环喷油时间极其短暂，而喷油过程中高压油管各个位置的燃油压力也会不同[14]。这就导致了油路中燃油压力变化，喷油泵的供油规律与缸内的喷油状态并不完全一致，进而造成一系列问题。为了消除高压油路内的燃油压力波动，现代柴油机广泛采用了高压共轨技术[15]。
如今，许多品牌的轿车已经采用了共轨柴油机，例如奔驰，大众，标志，菲亚特，通用等公司纷纷采用各种共轨式柴油机[16]。随着第三代高压共轨系统的广泛应用，各品牌柴油机的性能得到了提高，排放也有了显著的改善。在能源缺乏与环境污染的背景下，节能环保的高压共轨柴油机将具有十分广阔的前景[17]。
1.3 本文主要的研究工作
柴油内燃机噪声控制水平是评判柴油机整体质量的重要指标，本文主要的研究工作有：
（1）测量江铃高压共轨柴油机的整机噪声大小
（2）测量各部分噪声大小，分析各部分噪声所占比重
（3）得出不同工况和转速时的噪声特性曲线
2 噪声及其评价
2.1噪声基本理论
2.1.1 声压级
通过声波作用引起的压力称为“声压”。声压的单位是帕斯卡，简称帕。声源振动的频率，速率，介质密度等都将决定声压的大小。
气体由于声波的振动而构成两种状况，即收缩和扩散。它使原有气体压力得到改变，因此声压的数值有正负之分。平时谈论声压的时候说的是有效值，因此声压一定是正值。声压强度和发音相同，差别很大。所以声压的测量，一般用常用对数来表示，这种方法更加直观和便捷，它就是我们通常所说的声压级。
声压级指的是声压和该点参考声压的商再取对数，然后再乘20就是声压级。它的单位为分贝，用符号dB表示。它能够体现声强的大小和强弱，因此声压级是声的最基本参量。现在世界大多数国家用符号Lp表示。 声压级公式如下：
（2-1）
式中：p 为声压（Pa），p0=2x10-5Pa 是规定的参考声压，它是人耳刚刚可以听到声音的声压。
2.1.2 声功率
声功率表示声源在单位时间内产生能量，通常用P来表示，它的单位为W， 声功率也可表示特定频带区域的声功率，所以通常要对这个频率范围进行标注。测量噪声时，声功率通常说的是声源处的总声功率。它等于包围声源的一个封闭面上的声强总和：
（2-2）
上式：∫s表示对面积s 进行积分运算；In 表示ds 法线方向的声强度。
声功率与声强的关系可以用等式表示：
I=W/S （2-3）
上式：S表示波垂直穿过的面积大小，用单位米2 表示。W表示声功率。
声功率与声压的关系为可以用等式表示：
W=(P2×S)/(ρc), P2=I×ρc （2-4）
上式：S表示波垂直穿过的面积大小，用单位米2 表示
ρc——介质的特性抗阻，用瑞利为单位，即Pa*s/m（帕*秒/米）
根据噪声的特点，分为四种类型：即稳定噪声，周期性变化噪声，无规噪声，脉冲噪声（如图2.1所示）
图2.1 噪声的时间特性
测量声功率，应该测出声源周围的球面或者半球面表面的声压级，最后再计算声功率级。
自由场的方法，测试的机器把硬地开放，没有噪音或半消声室，相当于半自由场测试，透声面积为
摘 要
噪声污染、空气污染和水资源污染被认为是当今世界三大公害，噪声对人体的听觉系统、神经系统、心血管系统等均有不良影响。随着人们对生存环境要求的提高，噪声污染的受关注程度也越来越高。
本文运用声压级的基本理论，对江铃高压共轨柴油机不同转速、不同负荷工况下，柴油机整机噪声和零部件表面噪声进行了测量和分析，识别了柴油机的主要噪声源。近场噪声结果显示：在较高转速时，当负荷由75%下降到25%时，空气滤清器处的进气噪声上升2.3 dB (A)，在较低转速时，当柴油机负荷从25%增加到100%时，油泵处的声压级上升约4 dB (A)；整机噪声测量显示：柴油机在外特性运行时，当转速从2800r/min上升到3600r/min时，柴油机整机噪声的声功率级上升较为明显，转速每上升400r/min，声功率级增加2dB(A)。这些数据对于了解该型柴油机的噪声水平，具有一定的理论指导意义。
关键字:高压共轨柴油机噪声
目录
1 绪 论 1
1.1课题背景及研究意义 1
1.1.1课题背景 1
1.1.2研究意义 2
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1 发动机振动和噪声的研究现状 3
1.2.2 高压共轨柴油机的发展及应用 4
1.3 本文主要的研究工作 5
2 噪声及其评价 6
2.1噪声基本理论 6
2.2高压共轨柴油机噪声的分类和测量方法 7
2.2.1柴油机噪声的分类 7
2.2.2柴油机噪声测量方法 7
（1）分别运转消去法 8
（2）声压测量法 8
（3）声强法 10
（4）声强测量新技术 12
3 高压共轨柴油机噪声试验 14
3.1试验设备 14
3.2测量对象及参数 14
3.3测量的依据 14
3.4测量的条件 14
3.4.1测量场地环境 14
3.4.2高压共轨柴油机安装 15
3.4.3测量所需仪器和仪表 15
3.4.4测试点布置 16
3.4.5测量表面平均声压级计算 17
3.4.6声功率级的计算 17
4 高压共轨柴油机噪声测量结果 18
4.1近场噪声分析 18
4.2整机噪声分析 20
4.2.1柴油机的性能参数 20
4.2.2 整机噪声测量结果 20
4.3本章小结 22
5 总结与展望 23
5.1全文总结 23
5.2工作展望 23
参考文献 24
致 谢 25
1 绪 论
1.1课题背景及研究意义
1.1.1课题背景
近几年来，由于汽车产业的快速发展，人们对于汽车的乘坐舒适性和噪声控制水平的要求越来越高。根据据统计资料显示，交通噪声（主要是汽车噪声）占了城市噪声的绝大部分[1]。噪声不仅污染社区环境，而且影响人们的日常生活和身体健康。所以，噪声控制这一课题研究，不但有利于乘客的乘坐舒适性，而对环境保护也有很大的帮助。但是所有噪声的总根源是结构振动，很多部件的早期疲劳破坏都是由振动引起的，这使得汽车的使用寿命严重降低；噪声太高对驾驶员听力的损害十分巨大，在行车过程中，噪声是驾驶员产生疲劳的一大因素，最终将影响车辆行驶安全性[2]。因此，对噪声的控制，同样有利于车辆行驶的持久性和安全性。所以，为了降低振动，减小噪声，同时提升乘客舒适性，确保汽车的经济效益，应该综合考虑振动、噪声和舒适性等因素[3]，使把车辆的噪声水平控制在一定范围之内。
柴油机的噪声主要由空气动力性噪声和结构振动性噪声组成，进一步分析，占柴油机的整体噪声比重较大的要数进排气噪声，燃烧噪声，机械噪声以及风扇噪声[4]。发动机机噪声的详细分类如下图1.1。
图1.1 柴油机噪声分类
1.1.2研究意义
噪声污染是三大环境污染之一。上世纪九十年代初，联合国环境保护署(UNEP)发表的报告《环境状况一拯救我们的星球》指出：“噪声正在成为困扰人们的重大问题。”噪声污染与其他几大污染有所不同，它辐射的范围十分巨大，它不仅伤害人们的听力，更严重的是，它对人体神经系统等几大系统均有巨大影响，于是人们把噪声叫做“慢性毒药”[5]。随着我国汽车保有量的增加，汽车对环境的污染日益严重，已经对人们生活质量产生了很大的影响，其中汽车噪声所造成的污染严重影响人的精神状态和生活质量。实验结论得出，人们长时间在高分贝噪声场地工作，对人耳听力的影响十分巨大，甚至造成耳聋耳鸣。在某种程度上，噪声污染将会对人们的日常生活及睡眠造成干扰，影响人们精神状态，危害人民健康，生活品质也会大打折扣。因此如何对汽车进行降噪已经成为一个全球性课题，得到了全球各个国家的普遍关注，许多国家都已经颁布了噪声相关的法律法规，严格限制噪声值，并且对发动机整机噪声也制定了严格的实验标准[6]。
为增强汽车噪声污染管理工作，确定汽车噪声衡量标准及相关依据，根据我国国情，国家相关机构在2002年1月4号颁布了GB 1495—2002(汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法>强制性标准。这一标准的颁布，转变了以往许多不完善的方面，对防治车辆噪声污染具有显著的效果，同时将有利于推动我国车辆噪声标准体系的建立和完善。
为正确实施以上相关标准，要搞明白什么因素对车辆行驶车外噪声会造成影响。对主要的因素进行相关讨论，并且应提出降低汽车噪声的方法。
汽车噪声级别是评价一辆汽车工艺制造水平的重要标准，它是汽车品质和性能的集中体现。汽车噪声是一种复杂的噪声，由于它产生的结构不同，又可细分为内燃机噪声及车辆行驶噪声。
内燃机相关的噪声源主要包括：进、排气噪声、风扇噪声、燃烧噪声和内燃机相关部分发生振动产生的噪声。
车辆行驶相关的噪声源主要包括：传动噪声、轮胎噪声、车身各部分在内燃机和地面共同激励下产生的振动噪声，此外还有刹车片噪声、汽车车体和大气运动的气流噪声等。
以上的噪声与车辆和内燃机形式有关，还和汽车行驶速度、内燃机转速、行驶工况、车身重量及路面情况相关。这几种噪声的产生是不可避免的，除非汽车不行驶。各种用途汽车噪声的特征以及各部分噪声占整体噪声能量的比率有很大差别。据相关研究成果显示：占汽车噪声比重较大的是内燃机噪声，但是，汽车在快速行驶时，汽车轮胎噪声却成为最大的噪声源。虽然最近几年人们运用声强测量法等先进实验方法和分析手段，大体上熟悉了车辆噪声的主要构成，但是因为影响因素过于繁杂，所以车辆噪声的控制依然是很难在短期内取得巨大成果的。
在内燃机的各种噪声中，占比重较大的是机体表面振动噪声。它是由燃料燃烧以及振动所造成的，因此又分为燃烧噪声和机械噪声。燃烧噪声是燃料燃烧时造成连杆、缸体等振动而发出的噪声；机械噪声是机体部件之间碰撞而发出的噪声。柴油机中机械噪声占比重较大。燃烧噪声和机械噪声的数值是随着内燃机转速的上升而增加的。通常，转速较低时，燃烧噪声占比重较大，转速较高时，机械噪声占比重较大。冷却电扇噪声是汽车的主要噪声源。尤其是最近几年，随着家庭轿车普遍配备了空调以及涡轮增压发动机的使用，夏季发动机仓内的温度很高，风扇的工作量大大增加，因此，风扇噪声已经越来越严重。风扇噪声与发动机转速有直接关系。实践表明，减少振动是降低噪声的根本措施。当然，增强内燃机机体的刚度和阻尼，有利于减少机体表面的振动，最终也能够达到减小噪声的目的[7]。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 发动机振动和噪声的研究现状
内燃机噪声是车辆噪声的最重要来源，因此，控制发动机噪声已经成为汽车工程师们的一个重要课题。目前，我国发动机的噪声控制水平却是远远地低于发达国家。例如，日本重型卡车的内燃机噪声的比重已经可以降到只占总噪声的三分之一[8]。这大大超过了我国目前的躁声控制水平。
由于车辆噪声的控制标准逐渐提升，各国汽车工程师都更加重视发动机噪声问题，并把它作为评价汽车品质的重要指标。迄今为止，控制发动机噪声的原理分析和研究已经经历了四个阶段：第一阶段，自上世纪50年代开始，对发动机噪声部分进行分析以及实验探究；第二阶段，自上世纪60年代到70年代，主要是改变了内燃机的结构。第三阶段，从1980年开始，探究了振动传递函数与内燃机噪声的关系；第四阶段，在20世纪末，开始进入虚拟样机设计和实验技术相结合的时期，这一时期的躁声控制研究已经到了优化设计阶段[9]。
陕西法士特汽车工程研究所的薛亮，黄森等人研究了汽车的NVH特性。他们概括总结了车辆振动与噪声控制方面的现状和研究趋势，并且讨论了NVH的研究方法及将来的发展空间，对我国汽车行业的未来发展提出了建议和指导。
Bucheger等人提出采用声强法相关理论来测量机体噪声，原理表明，这个系统是一个多输入双输出的结构，这种结构能够有效的识别柴油机噪声源的声强值和传播方向。声强法主要用于复杂噪声源的识别以及测量几个共同干扰下的声源声强。
东风商业车技术中心谭征宇对高压共轨柴油机的噪声进行研究。实验结果显示，内燃机的转速升高时，整机噪声也会随之增大；在低速区，燃烧噪声构成发动机整机噪声的主要部分，机械噪声所占比重很小；高速区却正好相反。负荷变化对整机噪声有一定影响，低速燃烧噪声是降噪重点；预喷可以大大降低高速小负荷整机噪声，高速大负荷区机械噪声是降噪的重点。此外，探究影响发动机排放及噪声的有关参数，能够对此种高压共轨柴油机降低噪声提供指导意义。
1.2.2 高压共轨柴油机的发展及应用
高压共轨系统主要包括油泵、压力传感器及电子控制单元
高压共轨系统采用很大的高压共轨腔把燃油积聚在一起，而且待把燃油压力波动消除以后，再向各个喷油器进行输送，燃油喷射时间的长短直接由喷油器电磁阀来控制[12]。该系统的主要结构及工作流程如图1.2所示。
1.2 高压共轨系统结构及工作流程图
柴油机共轨系统最早是由博世和奔驰公司在上世纪九十年代末联合开发的，经过十几年的发展，目前，这套系统已经开发了三代。第一代高压共轨系统旨在保证燃油的最高压力，然而却造成燃油温度过高以及能量浪费。第二代高压共轨系统能够按照内燃机的工况随时改变喷油压力，预喷射以及后喷射功能能够降低内燃机内部燃烧噪声，降低爆震频率以及优化内燃机排放。第三代高压共轨系统不再使用电磁阀，而是用压电执行器取而代之。它能够更加精确的控制调节燃油喷射，对于减小烟雾及NOx排放具有显著效果[13]。
工程机械所用柴油机中，大多数柴油机单循环喷油时间极其短暂，而喷油过程中高压油管各个位置的燃油压力也会不同[14]。这就导致了油路中燃油压力变化，喷油泵的供油规律与缸内的喷油状态并不完全一致，进而造成一系列问题。为了消除高压油路内的燃油压力波动，现代柴油机广泛采用了高压共轨技术[15]。
如今，许多品牌的轿车已经采用了共轨柴油机，例如奔驰，大众，标志，菲亚特，通用等公司纷纷采用各种共轨式柴油机[16]。随着第三代高压共轨系统的广泛应用，各品牌柴油机的性能得到了提高，排放也有了显著的改善。在能源缺乏与环境污染的背景下，节能环保的高压共轨柴油机将具有十分广阔的前景[17]。
1.3 本文主要的研究工作
柴油内燃机噪声控制水平是评判柴油机整体质量的重要指标，本文主要的研究工作有：
（1）测量江铃高压共轨柴油机的整机噪声大小
（2）测量各部分噪声大小，分析各部分噪声所占比重
（3）得出不同工况和转速时的噪声特性曲线
2 噪声及其评价
2.1噪声基本理论
2.1.1 声压级
通过声波作用引起的压力称为“声压”。声压的单位是帕斯卡，简称帕。声源振动的频率，速率，介质密度等都将决定声压的大小。
气体由于声波的振动而构成两种状况，即收缩和扩散。它使原有气体压力得到改变，因此声压的数值有正负之分。平时谈论声压的时候说的是有效值，因此声压一定是正值。声压强度和发音相同，差别很大。所以声压的测量，一般用常用对数来表示，这种方法更加直观和便捷，它就是我们通常所说的声压级。
声压级指的是声压和该点参考声压的商再取对数，然后再乘20就是声压级。它的单位为分贝，用符号dB表示。它能够体现声强的大小和强弱，因此声压级是声的最基本参量。现在世界大多数国家用符号Lp表示。 声压级公式如下：
（2-1）
式中：p 为声压（Pa），p0=2x10-5Pa 是规定的参考声压，它是人耳刚刚可以听到声音的声压。
2.1.2 声功率
声功率表示声源在单位时间内产生能量，通常用P来表示，它的单位为W， 声功率也可表示特定频带区域的声功率，所以通常要对这个频率范围进行标注。测量噪声时，声功率通常说的是声源处的总声功率。它等于包围声源的一个封闭面上的声强总和：
（2-2）
上式：∫s表示对面积s 进行积分运算；In 表示ds 法线方向的声强度。
声功率与声强的关系可以用等式表示：
I=W/S （2-3）
上式：S表示波垂直穿过的面积大小，用单位米2 表示。W表示声功率。
声功率与声压的关系为可以用等式表示：
W=(P2×S)/(ρc), P2=I×ρc （2-4）
上式：S表示波垂直穿过的面积大小，用单位米2 表示
ρc——介质的特性抗阻，用瑞利为单位，即Pa*s/m（帕*秒/米）
根据噪声的特点，分为四种类型：即稳定噪声，周期性变化噪声，无规噪声，脉冲噪声（如图2.1所示）
图2.1 噪声的时间特性
测量声功率，应该测出声源周围的球面或者半球面表面的声压级，最后再计算声功率级。
自由场的方法，测试的机器把硬地开放，没有噪音或半消声室，相当于半自由场测试，透声面积为
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