轿车用两冲程汽油机的振动噪声研究

　　1　前　言

　　与四冲程发动机相比,两冲程汽油机通常具有结构简单、成本低、升功率高等优点。由于结构简单的原因这种动力装置常用在农业领域如除草机、链锯和水泵等;由于比功率高的原因两冲程汽油机在舷外机、雪撬车、摩托车等领域也得到了广泛的应用。五十年代两冲程汽油机曾在汽车上得到了部分应用,但由于碳氢排放太高,这种发动机在汽车领域里很快就消失了。

　　当时就有人预言,如果两冲程汽油机能够改善扫气短路引起的燃油损失和排放差的缺点,两冲程轿车可能卷土重来,重新在轿车上占有一席之地。

　　澳大利亚奥比托公司(Orbital)经过多年的研究,开发出一种全新的两冲程汽油机[1],该技术在国际上率先采用缸内夹气直接喷射技术,并成功实现了分层稀薄燃烧,彻底解决了两冲程汽油机的排放和油耗问题,同时又保留了两冲程汽油机的升功率高,结构简单等优点,是微型轿车的理想动力。

　　北京理工大学和奥比托公司经过合作开发,成功的将奥比托两缸汽油机(简称OCP发动机)改装到一辆西安奥托轿车上(以下简称改装车),实验研究表明:改装两冲程发动机后轿车的动力性和燃油经济性有明显提高,排放完全满足国家标准。本文主要讨论该两冲程轿车的振动噪声特性和控制措施。

　　2　两冲程轿车的动力性和燃油经济性

　　改装用的OCP两冲程发动机排量与原西安奥托轿车的368Q汽油机排量同为0.8L,图1表示的是两台发动机的扭矩曲线。

　　表1表示的是改装前后发动机的等速百公里油耗,改装两冲程发动机后汽车的经济性有明显改善。

　　0—100km/h原地起步加速时间由35.1S降低为26.2S,改善幅度达25%;最高车速由110km/h提高到125km/h,提高幅度达13.6%。

　　按“GB11642-89轻型汽车排气污染物测试方法”规定的排放测量程序在底盘测功机上测量得到的排放测量结果为:

　　CO:12.7lg/test,HC:3.76g/test,NOx:0.82g/test远低于国家标准限值。

　　由此可见,改装车的动力性、经济性和排放均好于原来的四冲程汽油机汽车,该两冲程发动机是微型轿车的理想动力。

　　本节数据是采用下节噪声控制措施后的实验结果。

　　3　两冲程轿车的噪声分析与控制

　　发动机噪声实验在普通实验室内进行,实验过程中发动机油门全开(WOT),在距离发动机1m远、距地面1m高处用声级计测量各倍频程中心频率的声压级得到了发动机的噪声频谱。排气噪声是在室外排气尾管处测量的,实验过程中发动机带有车上排气系统(排气谐振腔、共振消声器、膨胀消声器),测量传声器布置在距离排气尾管0.5m处,和排气尾管成45°角,高度和排气尾管相同,在发动机稳态工况读取各倍频程中心频率的声压级。噪声测量过程中停开一切对噪声测量有影响的仪器设备,如排风扇、冷却风扇,以尽量消除其它仪器设备对噪声测量精度的影响,发动机噪声实验过程中均装有进气空气滤清器。