噪聲是繼空氣污染后人類公共健康的第二大危害。在環(huán)境噪聲中，以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的交通噪聲占面積比例的34%、能量比例的81%。我國機(jī)動(dòng)車噪聲標(biāo)準(zhǔn)已與歐美日噪聲法規(guī)接軌。低噪聲內(nèi)燃機(jī)技術(shù)是提升產(chǎn)品品質(zhì)亟待解決的技術(shù)瓶頸。在2000~2003年間，天津大學(xué)對(duì)我國不同發(fā)動(dòng)機(jī)廠家生產(chǎn)的10個(gè)主要機(jī)型進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)噪聲與歐洲1975年水平相當(dāng)，汽油機(jī)噪聲與歐洲1992年水平相當(dāng)，存在著10~25年的差距。
　　內(nèi)燃機(jī)是車輛的主要噪聲源，其噪聲控制是世界性難題。技術(shù)挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)為：一是內(nèi)燃機(jī)噪聲從激勵(lì)、傳遞到輻射幾乎涉及所有零部件；二是燃燒噪聲與排放和油耗的控制存在著矛盾；三是性能高強(qiáng)化和質(zhì)量輕量化與結(jié)構(gòu)聲學(xué)特性優(yōu)化的矛盾。
　　2015年，由天津大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)與濰柴動(dòng)力、玉柴機(jī)器、天津內(nèi)燃機(jī)研究所等單位開展緊密的產(chǎn)學(xué)研協(xié)作，在863計(jì)劃等國家和企業(yè)課題支持下，形成了系列的低噪聲內(nèi)燃機(jī)創(chuàng)新成果。
　　抑制內(nèi)燃機(jī)燃燒粗暴性的燃燒噪聲控制技術(shù)：發(fā)明了加速工況下廢氣再循環(huán)率（EGR）可調(diào)的瞬態(tài)燃燒噪聲控制方法；發(fā)明了噴油、EGR、增壓協(xié)同控制燃燒噪聲的裝置和策略，申請(qǐng)了PCT國際專利，波蘭學(xué)者評(píng)價(jià)“顯著降低柴油機(jī)燃燒噪聲成為可能”。發(fā)明了加強(qiáng)混合氣的氣流擾動(dòng)的汽油機(jī)橢球形燃燒室，改善了排放和燃燒噪聲。
　　內(nèi)燃機(jī)軸系三維振動(dòng)復(fù)合減振及測試評(píng)價(jià)技術(shù)：提出了曲軸三維振動(dòng)復(fù)合減振器設(shè)計(jì)思想，申請(qǐng)了PCT國際專利；發(fā)明了曲軸三維振動(dòng)的實(shí)機(jī)測試方法以及減振器參數(shù)測試裝置和方法；形成了系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)和裝置，相對(duì)傳統(tǒng)方法可降低軸系彎曲振幅30%~50%。以郭孔輝院士為主任的鑒定委員會(huì)認(rèn)為“在曲軸三維復(fù)合減振技術(shù)方面居國際領(lǐng)先水平”。
　　內(nèi)燃機(jī)整機(jī)隔振和結(jié)構(gòu)噪聲輻射抑制技術(shù)：發(fā)明了結(jié)合整體模態(tài)及質(zhì)量、慣量分布特性的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；形成了系統(tǒng)的整機(jī)隔振優(yōu)化技術(shù)，降低整機(jī)振動(dòng)烈度20%。發(fā)明了提高結(jié)構(gòu)阻尼的新穎機(jī)體結(jié)構(gòu)，提出了高阻尼排氣屏障板、低噪聲油底殼等設(shè)計(jì)技術(shù)。
　　進(jìn)、排氣空氣動(dòng)力噪聲的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法：發(fā)明了基于實(shí)機(jī)狀態(tài)參數(shù)修正的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣微粒過濾器插入損失的預(yù)測方法，比國際上現(xiàn)有預(yù)測模型，在高頻段誤差減小10~20dB，為排氣消聲的設(shè)計(jì)提供了精準(zhǔn)的方法。提出了基于進(jìn)氣消聲的空氣濾清器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和低噪聲冷卻風(fēng)扇的設(shè)計(jì)方法。
　　本項(xiàng)目申請(qǐng)PCT專利2項(xiàng)，授權(quán)發(fā)明專利15項(xiàng)；授權(quán)實(shí)用新型和軟件著作權(quán)31項(xiàng)；出版專著1部，發(fā)表SCI/EI收錄論文28/149篇，被國內(nèi)外學(xué)者他引2100多篇次；編制國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)各1項(xiàng)，為國防單位編制柴油機(jī)噪聲設(shè)計(jì)規(guī)范12個(gè)。
　　成果經(jīng)中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的專家鑒定認(rèn)為“該項(xiàng)目技術(shù)難度大，總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，在曲軸三維復(fù)合減振技術(shù)方面居國際領(lǐng)先水平”。獲得2014年度中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。相關(guān)創(chuàng)新點(diǎn)得到國際同行積極評(píng)價(jià)；團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人分別應(yīng)美國《國際車輛振動(dòng)噪聲學(xué)報(bào)》和《英國機(jī)械工程師會(huì)刊D輯：汽車工程學(xué)報(bào)》特邀，為噪聲專輯撰寫論文，提高了我國內(nèi)燃機(jī)在國際學(xué)術(shù)領(lǐng)域的地位。
　　該技術(shù)在濰柴、玉柴等13個(gè)企業(yè)，34款146萬臺(tái)柴油機(jī)，5款26萬臺(tái)汽油機(jī)和10款1130萬臺(tái)摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)上得到應(yīng)用。創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，近3年新增產(chǎn)值232.3億元、新增利潤31.6億元，新增稅收14.9億元。促進(jìn)了行業(yè)的科技進(jìn)步，形成了體系化的低噪聲內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵技術(shù)、測試設(shè)備和裝置、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；使我國內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品的噪聲水平達(dá)到全面滿足歐盟現(xiàn)行噪聲法規(guī)的要求；協(xié)助我國內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)企業(yè)10年跨越歐洲噪聲法規(guī)3~4個(gè)技術(shù)階段。
　　此項(xiàng)成果提升了企業(yè)的國內(nèi)和國際市場競爭力，應(yīng)用本技術(shù)的柴油機(jī)占我國重型載貨車柴油機(jī)產(chǎn)量的50%、重型工程機(jī)械柴油機(jī)產(chǎn)量的70%、客車柴油機(jī)市場的55%。浙江春風(fēng)的產(chǎn)品出口歐美的比例達(dá)到74%。
　　（中國工業(yè)報(bào)記者 張瀟卓）