摘要：基于合资康明斯发电机单缸试验机的试验缸压曲线，采用频谱分析的手段，建立缸压曲线和燃烧噪音之间的关系。根据深圳康明斯发电机的燃烧流程，将缸压曲线分解为倒拖缸压、燃烧振荡压力和剩余燃烧压力曲线。剖析发现：在全负载工况，10~300 Hz低频声压值主要由倒拖缸压决定；1.8~20kHz高频声压值详细由燃烧振荡压力决定；0.3～1.8kHz中高频声压值主要由“剩余”燃烧压力决定。解析表明：喷油正时提前，中低频的声压值增大，高频声压值略有增大；东风康明斯发电机速度上升，全频段的声压值均增大；负载越大，10～600 Hz的声压值越大，对2～20 kHz的高频燃烧噪音影响较小。

　　      通常认为直喷式深圳康明斯发电机燃烧噪声的发生要素有两个，即燃烧气体的动力载荷与高频震动。

　　      各种研究表明，燃烧噪声是在速燃期内出现的。当缸内压力急剧增大时，燃烧室壁面、活塞、主轴等相关零配件受到强烈的动力载荷。康明斯柴油发电机结构属复杂的多体振动系统，各零件的自振频率不同，大多处于中高频范围（800~4000 Hz），受燃烧流程激励，在中高频率出现具有冲击性和令人不适的燃烧噪音。

　　      在滞燃期内，燃烧导致缸内压力急剧变化，非均匀燃烧流程发生的压力波在燃烧室内以当地音速往复传播，遇到燃烧室壁时出现反射，形成高频振荡气波，也会辐射出高频噪音，其频率取决于燃烧室尺寸和当地音速。广州康明斯发电机运转中尖锐的高声调噪音就是由气体的高频震动发生的。

　　      经发电机组成辐射出的燃烧噪音主要由发电机的结构衰减决定，构造衰减越大，辐射出的燃烧噪声越低发电机销售。燃烧噪音的激励源详细由缸压曲线决定，而缸压曲线具体与增压压力、压缩比和燃油喷射数据，如喷射正时、喷射轨压、喷油率曲线形状相关；若采用多次喷射，还与预喷正时、预喷油量、预主喷间隔等参数相关。

　　      本文基于东风康明斯发电机单缸机的实测缸压曲线，采用傅里叶变换，还原缸内燃烧噪音的频域特性，为进一步分析和探求康明斯发电机的燃烧流程以及噪声源控制等提供一种新的思路。

　　      本文对广州康明斯发电机的中高速单缸试验机的不同运转工况进行了试验测试。

　　      试验采用AVL Puma测试装置测试各项循环平均数据，如进气压力、温度、排气压力、温度、速度、功率等；采用燃烧分析仪测量进排烟压力波曲线、缸压曲线、燃烧放热率曲线℃A采集一个数据点。

　　      由于合资康明斯发电机的进气流程、喷油过程、混合气形成流程、着火流程和燃烧流程都相当复杂，综合这些要素的缸压曲线的循环变动也较复杂。试验过程中，每一个运转工况测量的缸压曲线个循环的平均值并去除不正常信号形成，以此对合资康明斯发电机的作业过程做出较客观的判断。

　　      对缸压曲线的频域特征进行剖析是燃烧噪声剖析的有效举措。基于实测的缸压曲线，采用快速傅里叶变换（FFT），将缸压曲线从时域特点转化为频域特征。各频率声压级（Sound Pressure Level，SPL）的计算公式为：

　　      式中：P₀为参考声压，P₀=2×10-5Pa；p为缸压。在速度1500（r·min-1）、100%负荷工况下，单缸机的实测缸压曲线 所示。

　　      对100%负荷的实测缸压曲线做快速傅里叶变换，采用汉宁窗函数纠正压力信号开始和结束时的差异静音发电机，得到的声压级曲线所示。低频段包括由汽缸压力的基频开始的头几个谐波频率，气缸压力达到最大值，它的数值详细是由气缸最高燃烧压力及压力曲线的形状决定；中频段汽缸压力级以对数规律做近似线性递减，该频段燃烧噪音具体由燃烧段的压力升高率dp/dφ决定；高频段发生另一个压力级峰。