往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)燃燒噪聲測(cè)量方法編制說(shuō)明

1、往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)燃燒噪聲測(cè)量方法編制說(shuō)明（征求意見(jiàn)稿）一、工作簡(jiǎn)況1. 任務(wù)來(lái)源本項(xiàng)目圍繞我國(guó)內(nèi)燃機(jī)規(guī)劃綱要和產(chǎn)業(yè)發(fā)展要點(diǎn)，加大國(guó)家對(duì)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂力度，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)2018 年 9 月 27 日公開(kāi)公布的國(guó)標(biāo)委發(fā)201860 號(hào)關(guān)于下達(dá)2018 年第三批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知，計(jì)劃編號(hào)： 20181946-T-604 的要求，由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)主管，全國(guó)內(nèi)燃機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，上海內(nèi)燃機(jī)研究所負(fù)責(zé)組織相關(guān)單位制定GB/T XXXXX-20XX往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)燃燒噪聲測(cè)量方法 。2協(xié)作單位GB/T XXXXX-20XX往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)燃燒噪聲測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)牽頭單位上海內(nèi)燃機(jī)研究所

2、邀請(qǐng)全國(guó)高校、 科研院所和內(nèi)燃機(jī)行業(yè)骨干企業(yè)等單位，并由這些單位的代表組成標(biāo)準(zhǔn)起草工作組開(kāi)展相關(guān)工作。本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位有：上海內(nèi)燃機(jī)研究所、上海汽車集團(tuán)股份有限公司商用車技術(shù)中心、同濟(jì)大學(xué)、浙江大學(xué)、天津內(nèi)燃機(jī)研究所等。3主要工作過(guò)程a) 主要工作過(guò)程燃燒噪聲測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)起草工作組于2017年 5月成立，按時(shí)間節(jié)點(diǎn)制定了工作計(jì)劃，并要求工作組成員按要求完成，項(xiàng)目建議書(shū)及文本初稿于2017年 9月 7日提交秘書(shū)處申請(qǐng)立項(xiàng)申報(bào)。標(biāo)準(zhǔn)起草階段： 工作組成員通過(guò)電話、電子郵件等方式，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的起草原則、制定依據(jù)、 標(biāo)準(zhǔn)水平、標(biāo)準(zhǔn)框架、 適用范圍、術(shù)語(yǔ)定義和主要技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了研討，初步達(dá)成了共識(shí)，由上海內(nèi)燃

3、機(jī)研究所執(zhí)筆，形成文本初稿， 并于 2019 年11月 17日借助全國(guó)內(nèi)標(biāo)委第二次標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)鍥機(jī)召集了行業(yè)相關(guān)技術(shù)專家，對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)討論稿進(jìn)行了充分的交流，收集到企業(yè)代表專家相關(guān)意見(jiàn)后，標(biāo)準(zhǔn)起草小組又召開(kāi)了多次專題討論，對(duì)文本內(nèi)容進(jìn)行了較大的修改、補(bǔ)充和完善，于2020年 4月 15日形成了征求意見(jiàn)稿，并提交內(nèi)標(biāo)委秘書(shū)處。二、編制原則和主要內(nèi)容1. 必要性和制定原則我國(guó)是內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)大國(guó)，其總產(chǎn)量已超8000 萬(wàn)臺(tái)，工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)4500 億元。 其噪聲污染對(duì)人類有著直接的影響， 控制噪聲污染已成為公認(rèn)的環(huán)境保護(hù)課題之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 三大環(huán)境污染中噪聲污染的投訴占 70%以上，其中與汽車/ 內(nèi)燃機(jī)直接相

4、關(guān)的投訴占噪聲投訴的四分之三以上；隨著人們對(duì)內(nèi)燃機(jī)噪聲的厭惡， 說(shuō)明環(huán)境保護(hù)意識(shí)也已日益加強(qiáng)，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲是交通噪聲的主要聲源。因此，有效測(cè)量并控制內(nèi)燃機(jī)噪聲日趨緊迫。世界上許多國(guó)家，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，都將噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。我國(guó)“十三GB/T 1859.1 ××××五”科技發(fā)展規(guī)劃，對(duì)環(huán)境保護(hù)提出了更高要求。企業(yè)也已認(rèn)識(shí)到內(nèi)燃機(jī)噪聲不僅對(duì)環(huán)境造成污染，而且與內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量控制相關(guān)。因此，提高內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品的噪聲控制水平，迫切需要先進(jìn)的測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)，可構(gòu)建和完善內(nèi)燃機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系，填補(bǔ)此類標(biāo)準(zhǔn)的空白；也可用于內(nèi)燃機(jī)燃燒噪聲的評(píng)價(jià)，并指導(dǎo)內(nèi)燃機(jī)燃燒的

5、開(kāi)發(fā)和改進(jìn)。根據(jù)我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲現(xiàn)狀，按其輻射噪聲的客觀規(guī)律，從嚴(yán)控制和治理發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，鼓勵(lì)采用新技術(shù)，開(kāi)發(fā)滿足環(huán)境保護(hù)要求的新型低噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)，從而縮小與國(guó)外先進(jìn)內(nèi)燃機(jī)噪聲控制水平的差距。內(nèi)燃機(jī)噪聲是內(nèi)燃機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系的重要內(nèi)容，而現(xiàn)行的內(nèi)燃機(jī)噪聲測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體系中沒(méi)有燃燒噪聲測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，且燃燒噪聲占發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的1/3 至 2/3。隨著科學(xué)技術(shù)和測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步，創(chuàng)導(dǎo)節(jié)能環(huán)保意識(shí)，優(yōu)化測(cè)量方法，以提高內(nèi)燃機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)應(yīng)響應(yīng)國(guó)家“標(biāo)準(zhǔn)要走出去”的號(hào)召，待時(shí)機(jī)成熟時(shí)將申報(bào) ISO 標(biāo)準(zhǔn)，引領(lǐng)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)內(nèi)燃機(jī)噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平乃至領(lǐng)先水平。2. 主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)量往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)氣缸壓力以計(jì)算燃

6、燒噪聲的方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于GB/T 21404 定義的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）的分析、綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果標(biāo)準(zhǔn)起草小組專家們通過(guò)多年理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證， 積累了很多有效數(shù)據(jù)， 并通過(guò)大量的數(shù)據(jù)分析和數(shù)學(xué)模擬計(jì)算，得到了科學(xué)可靠的數(shù)學(xué)模型以計(jì)算給出燃燒噪聲數(shù)值。通過(guò)獲取氣缸壓力序列，氣缸壓力序列包括對(duì)應(yīng)于不同曲軸轉(zhuǎn)角和對(duì)應(yīng)時(shí)刻t 的氣缸壓力 Pc ；根據(jù)氣缸壓力序列， 計(jì)算第一參數(shù)序列， 第一參數(shù)序列為時(shí)域中的參數(shù)序列，第一參數(shù)序列包括頂面氣缸力序列、 頂面氣缸力升高率序列、側(cè)面氣缸力序列和側(cè)面氣缸力升高率序列中的一種或多種；頂面氣缸力序列中的頂面氣缸力FtopPc

7、Stop，頂面氣缸力升高率序列中的頂面氣缸力升高率F topdFtopd，側(cè)面氣缸力序列中的側(cè)面氣缸力FsidePcSside ，側(cè)面氣缸力升高率序列中的側(cè)面氣缸力升高率FsidedFside d；Stop 為氣缸的等效頂面面積，Sside 為氣缸的等效側(cè)面面積；根據(jù)第一參數(shù)序列，確定用于表征氣缸內(nèi)燃燒噪聲的目標(biāo)參數(shù)。在該方法中，通過(guò)新增頂面氣缸力、側(cè)面氣缸力、頂面氣缸力升高率和側(cè)面氣缸力升高率等參數(shù)，以進(jìn)一步考慮氣缸內(nèi)可燃?xì)怏w的燃燒在時(shí)間歷程上對(duì)氣缸的激勵(lì)，使得確定出的表征氣缸內(nèi)燃燒噪聲的目標(biāo)參數(shù)更為準(zhǔn)確和完善。再利用 L Ftop 10lg( Ftop '2F02 ) ，得到每個(gè)參

8、數(shù)對(duì)應(yīng)的頂面氣缸力級(jí)L Ftop ，并將得到的頂面氣缸力級(jí)L Ftop組成頂面氣缸力級(jí)序列，從而使得該得到的第三參數(shù)序列中包括對(duì)應(yīng)的頂面氣缸力級(jí)序列。其中，頂面氣缸力級(jí) L Ftop 可以作為燃燒噪聲聲壓級(jí)。然后，通過(guò)頻率計(jì)權(quán)的方式，對(duì)頂面氣缸力級(jí)序列進(jìn)行頻率計(jì)權(quán)，確定出對(duì)應(yīng)的頂面氣缸力值L Ftop ' ，該頂面氣缸力值L Ftop ' 可以作為用于表征氣缸內(nèi)燃燒噪聲的目標(biāo)參數(shù)。如某發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)見(jiàn)表1：1GB/T 1859.1 ××××表 1四個(gè)氣缸的參數(shù)表名稱符號(hào)單位數(shù)值發(fā)火順序1-3-4-2氣缸直徑Dmm83沖程2rmm92連桿長(zhǎng)度l

9、mm142曲柄長(zhǎng)度rmm46當(dāng)量余隙高度mm5其中，計(jì)算氣缸壓力升高率序列的方式為：按照公式cd ，得到對(duì)應(yīng)氣缸壓力升高率Pc，從P dPc而組成氣缸壓力升高率序列。計(jì)算頂面氣缸力序列的方式為：按照公式FtopPc Stop 和 StopD2 4 ，得到對(duì)應(yīng)的頂面氣缸力Ftop ，從而組成頂面氣缸力序列。計(jì)算頂面氣缸力升高率序列的方式為：按照公式 FtopdFtop d，得到對(duì)應(yīng)的頂面氣缸力升高率Ftop ，從而組成頂面氣缸力升高率序列。計(jì)算側(cè)面氣缸力序列的方式為：按照公式FsidePc Sside 和，得到對(duì)應(yīng)的側(cè)面氣缸力Fside ，從而組成側(cè)面氣缸力序列。計(jì)算側(cè)面氣缸力升高率序列的方式為

10、：按照公式從而組成側(cè)面氣缸力升高率序列。FsidedFside d，得到對(duì)應(yīng)的側(cè)面氣缸力升高率Fside，再利用 L Ftop 10lg( Ftop '2 F02) ，得到每個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的頂面氣缸力級(jí)L Ftop ，并將得到的頂面氣缸力級(jí)L Ftop組成頂面氣缸力級(jí)序列， 從而使得該得到的第三參數(shù)序列中包括對(duì)應(yīng)的頂面氣缸力級(jí)序列。其中，頂面氣缸力級(jí) L Ftop 可以作為燃燒噪級(jí)。然后，通過(guò)頻率計(jì)權(quán)的方式， 對(duì)頂面氣缸力級(jí)序列進(jìn)行頻率計(jì)權(quán)，確定出對(duì)應(yīng)的頂面氣缸力值L Ftop ' ，該頂面氣缸力值 L Ftop ' 可以作為用于表征氣缸內(nèi)燃燒噪聲的目標(biāo)參數(shù)。另外，針對(duì)于這

11、4 個(gè)氣缸中的其余3 個(gè)氣缸，分別可以應(yīng)用對(duì)應(yīng)的方式確定每個(gè)燃燒噪級(jí)。從而，得到的這4 個(gè)氣缸的燃燒噪聲級(jí)。如表2 所示：表 24 個(gè)氣缸的燃燒噪聲聲壓級(jí)對(duì)應(yīng)的綜合值表LPc'L 'L Ftop ' L Ftop ' L Fside ' LF side'Pc氣缸 1178.1382.1338.8236.7936.7924.21氣缸 2177.8778.7038.5633.3633.3623.872GB/T 1859.1 ××××氣缸 378.1238.6032.7832.7823.78177.91氣缸 47

12、7.2438.5031.9031.9047.90177.81從本實(shí)例可知， 其提供的燃燒噪聲參數(shù)的確定方法，不僅考慮了相關(guān)技術(shù)中的燃燒噪聲參數(shù)，同時(shí)進(jìn)一步考慮了發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并進(jìn)一步考慮使用頂面氣缸力、頂面氣缸力升高率、 側(cè)面氣缸力和側(cè)面氣缸力升高率對(duì)燃燒噪聲進(jìn)行進(jìn)一步描述，使燃燒噪聲的客觀描述更符合人們實(shí)際聽(tīng)感，將人體對(duì)燃燒噪聲的主觀感受更加客觀的加以量化。內(nèi)燃機(jī)燃燒噪聲測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)的制定，對(duì)加強(qiáng)我國(guó)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的基礎(chǔ)研究工作，擴(kuò)大中國(guó)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)在國(guó)際上的發(fā)言權(quán)提供有力保障；本標(biāo)準(zhǔn)的制定，充分考慮了我國(guó)內(nèi)燃機(jī)噪聲測(cè)量的現(xiàn)狀，節(jié)約資源，使發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲測(cè)量方法更具先進(jìn)性、科學(xué)性和可操作性，為

13、內(nèi)燃機(jī)研究開(kāi)發(fā)和工程制定降噪措施的制定實(shí)施提供了更為可靠的依據(jù)，既節(jié)省了開(kāi)發(fā)時(shí)間又提高了降噪水平，從而也就節(jié)省了開(kāi)發(fā)成本，給國(guó)家、企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)利益。我國(guó)是內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)大國(guó)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃燒噪聲測(cè)量方法，為儀器開(kāi)發(fā)商提供了設(shè)備參數(shù)開(kāi)發(fā)和設(shè)置依據(jù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)企業(yè)有了間的交流提供了統(tǒng)一的方法，也為發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的降噪工程提供了方向。如果目前開(kāi)發(fā)一款新型發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)估需要1000 萬(wàn)元的話，期間燃燒噪聲如需改善，則需要的費(fèi)用大概為開(kāi)發(fā)費(fèi)用的三分之一以上。也就是說(shuō)， 有了燃燒噪聲測(cè)量方法，可以節(jié)省 300400 萬(wàn)元， 為企業(yè)節(jié)約了直接成本，也縮短了開(kāi)發(fā)周期，無(wú)需反復(fù)，為企業(yè)贏得市場(chǎng)占有率，給企業(yè)帶來(lái)

14、更大的經(jīng)濟(jì)利益。四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利情況說(shuō)明本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益等情況內(nèi)燃機(jī)噪聲可分空氣噪聲、結(jié)構(gòu)噪聲和燃燒噪聲三大類，其燃燒噪聲約占發(fā)動(dòng)機(jī)總體噪聲的1/3 至2/3。當(dāng)今尚無(wú)燃燒噪聲測(cè)量方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際組織標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)是往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)噪聲標(biāo)準(zhǔn)體系中重要的標(biāo)準(zhǔn)之一。本標(biāo)準(zhǔn)的成功立項(xiàng)，標(biāo)志著我國(guó)內(nèi)燃機(jī)噪聲控制水平的一大進(jìn)步，它完整構(gòu)建了內(nèi)燃機(jī)噪聲標(biāo)準(zhǔn)體系， 填補(bǔ)了噪聲測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體系的空白，對(duì)提高我國(guó)內(nèi)燃機(jī)質(zhì)量有著重要的指導(dǎo)意義。另外，內(nèi)燃機(jī)整機(jī)企業(yè)也可以將本標(biāo)準(zhǔn)用于內(nèi)燃機(jī)燃燒噪聲的評(píng)價(jià)，指導(dǎo)內(nèi)燃機(jī)燃燒的開(kāi)發(fā)、改進(jìn)和提升。 即有效測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)噪聲， 改善內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品的噪

15、聲控制水平、 提高內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量和縮小我國(guó)與世界先進(jìn)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品的差距，對(duì)我國(guó)的環(huán)境保護(hù)也有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。為貫徹國(guó)家有關(guān)方針政策，從全局利益出發(fā)，考慮當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，本標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，以理論研究和試驗(yàn)驗(yàn)證為基礎(chǔ)， 并經(jīng)相關(guān)各方協(xié)商一致， 制定了具有先進(jìn)性、 科學(xué)性和可操作性的內(nèi)燃機(jī)燃燒噪聲測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，期待在全行業(yè)、全國(guó)范圍內(nèi)得以推廣和使用。本項(xiàng)目的成果還可用于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的申報(bào)，由上海內(nèi)燃機(jī)研究所主導(dǎo)該標(biāo)準(zhǔn)的制定，承擔(dān)起草工作。這對(duì)加強(qiáng)我國(guó)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的基礎(chǔ)研究工作，加強(qiáng)國(guó)際間的技術(shù)交流，擴(kuò)大中國(guó)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)在國(guó)際上的發(fā)言權(quán)提供有力保障； 并充分考慮我國(guó)內(nèi)燃機(jī)噪聲測(cè)量的現(xiàn)狀， 節(jié)約資源，使噪聲測(cè)量更具

16、科學(xué)性、 先進(jìn)性和可操作性，給國(guó)家、企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益。3GB/T 1859.1 ××××六、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況本標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的燃燒噪聲并沒(méi)有統(tǒng)一的描述規(guī)范，目前在國(guó)際上較為常用的表征方式有如下幾種：李斯特公司以氣缸壓力作為燃燒噪聲的主要表征參數(shù)；里卡多(Ricardo)公司以氣缸壓力升高率作為燃燒噪聲的主要表征參數(shù)；FEV公司以氣缸壓力和氣缸壓力升高率作為聯(lián)合燃燒噪聲的主要表征參數(shù)；以及還包括應(yīng)用氣缸壓力級(jí)和氣缸壓力升高率級(jí)等參數(shù)來(lái)表征。實(shí)際上， 這些表征參數(shù)僅涉及可燃?xì)怏w本身的燃燒過(guò)程，而并未涉及氣缸內(nèi)可燃?xì)怏w的燃燒在時(shí)間歷程上對(duì)氣缸的激勵(lì)，由此使得燃燒噪聲的表征參數(shù)不夠準(zhǔn)確和完善。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本標(biāo)準(zhǔn)提供了一種燃燒噪聲參數(shù)的確定方法和裝置，使得確定出的表征氣缸內(nèi)燃燒噪聲的目標(biāo)參數(shù)更為準(zhǔn)確和完善。七、與現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容無(wú)沖突。八、重大分歧意見(jiàn)的處理情況無(wú)九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說(shuō)明建議為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議待時(shí)機(jī)成熟本標(biāo)準(zhǔn)擬申報(bào)ISO標(biāo)準(zhǔn)，為以我為主制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)造條件，為我國(guó)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)在世界贏得話語(yǔ)權(quán)提供有力保障。因此，