机械噪声是发动机工作时各运动件之间及运动件与固定件之间作用的周期性变化的力所引起的，它与激发力的大小和发动机结构动态特性等因素有关。
燃烧噪声与机械噪声实际上是难以严格区分的。机械噪声也是发动机汽缸内燃料燃烧间接激发的噪声。为了研究方便，把汽缸内燃烧所形成的压力振动并通过缸盖、活塞、连杆、曲轴到机体的途径向外辐射的噪声叫燃烧噪声；把活塞对缸套的敲击、齿轮、配气机构、喷油系统等运动件之间机械撞击所产生的振动激发的声辐射称为机械噪声。下面就发动机主要噪声即活塞敲击噪声、配气机构噪声、发动机燃烧噪声进行简要分析。
（1）活塞敲击噪声
活塞对缸壁的敲击，根本原因在于它们之间存在间隙并且往复运动的活塞所承受的侧向力发生方向突变。
当作用在活塞上的气体压力、惯性力和摩擦力发生周期性变化时，活塞在曲轴的旋转平面内将受到一个周期性变化的侧向力的作用。此侧向力在上止点及下止点附近必然要改变方向，活塞将从一侧向另一侧做横向运动。在上止点附近有一个由右侧向左侧的横向运动，而在下止点附近有一个由左侧向右侧的横向运动。
高速运转时，活塞的这种横向运动是以很高的速度进行的。由于活塞与缸壁之间存在间隙，从而形成了对缸壁的强烈撞击，特别是在压缩行程终了和膨胀行程开始时，这种冲击更为严重，而且冷却时最明显。这时的冲击速度与发动机转速的立方根成正比。
（2）配气机构噪声
发动机低速下的噪声主要表现为气门开闭时以及挺柱在凸轮凸面部位附近产生的配气机构噪声。
气门开启的噪声主要是由施加于气门机构上的撞击力造成的，而气门关闭时的噪声则是由于气门落座时的冲击产生的，气门的噪声级和气门运动的速度成正比。在凸轮顶部上推从动杆的时刻，金属互相接触产生的摩擦振动，粗糙的接触面会使噪声增高。
在发动机高速运转时，气门机构的惯性力相当大，使得整个机构产生振动。一个弹性系统的气门机构，工作时各零件的弹性变形会使位于传动链末端气门处的运动产生很不规则的运动（气门飞脱和落座反跳）。这种不规则运动，增加气门撞击的次数和强度，从而产生强烈的噪声。气门弹簧的颤振也会导致簧圈之间发生碰击产生高频噪声。
（3）燃烧噪声
汽油机和柴油机的主要燃烧噪声一般都产生在速燃期，汽油机燃烧过程柔和，其产生的噪声相对其他噪声来说比较小，只有在不正常燃烧时会引起较大的噪声。
柴油机的燃烧噪声，与其他噪声相比则不可忽视。根据柴油机的燃烧规律可知，柴油机燃烧过程可分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期四个阶段。
（4）发动机空气噪声
发动机运转过程中，由于空气流动发出的声响，主要包括：进气噪声、排气噪声、风扇噪声。
2.底盘噪声
底盘噪声包括变速器、分动器、传动轴、差速器和减速器等传动系产生的噪声和轮胎产生的噪声等。
（1）传动系噪声
传动系噪声源主要是其内部齿轮和轴承，同时也有其他机构传递而来的固体声。
齿轮传动特点是轮齿相互交替啮合，在啮合处既有滚动又有滑动，不可避免地要产生齿与齿之间相互撞击和摩擦。另一方面，齿轮的制造误差、安装误差以及发动机曲轴的迅速扭曲振动使其驱动齿轮传动的正常啮合关系遭到破坏，都会使齿轮产生振动并发出噪声。
（2）轮胎噪声
轮胎噪声可以分为直接噪声（或车外噪声）和间接噪声（或车内噪声）两种。即直接噪声或车外噪声是轮胎直接辐射出来的噪声；而间接噪声（或车内噪声）是轮胎直接或间接地成为激振源，振动通过悬架和车架传至车身，成为车厢内的噪声。间接噪声又分为两类。一是轮胎的均匀性不良为主要原因，使轮胎成为激振源而发生的噪声；二是由于路面凹凸不平，使得路面激励成为主要原因，引起轮胎弹性振动，并以车身为媒介发生车内噪声。
对轮胎噪声来说，一般反映的就是直接噪声。对大、中型载重车的轮胎而言，由于其所产生的直接噪声在汽车总体噪声中所占比重很大，因此，直接噪声已成为噪声公害。
汽车噪声控制技术
目前噪声控制的方法可以分为被动控制和主动控制。所谓被动控制是指噪声控制过程中除噪声源外没有其他外加能量输入的控制方法。传统的吸声、隔声、消声及隔振等均属噪声被动控制。如果在噪声控制过程中，在噪声源以外，人为加入能量（次级声源或次级力源等）来控制噪声的方法称为噪声主动控制。例如，在噪声声场中加入另外一个或几个声源（这些声源称次级声源，来抵消噪声；或者用一个或几个力源（这些力源称次级力源）来抑制结构振动降低声辐射的方法都属主动控制范畴。
被动控制技术通常有以下几种类型。
1.吸声降噪
吸声降噪技术通常分成两类：多孔吸声材料和吸声结构。
（1）多孔吸声材料
吸声材料是指能够把入射在其上的声能大量吸收的材料。噪声控制工程中常用的吸声材料都是多孔材料，如矿渣棉、石棉、玻璃棉、毛毡、木丝板等，这些材料表面富有细孔，孔和孔之间互相联通，并深入到材料内层，声波容易顺利地透入。当声波进入材料孔隙时，引起孔隙中的空气和材料的细小纤维波动，由于摩擦和黏滞阻尼作用，声能变为热能而耗散掉。各种多孔吸声材料的吸声系数可以在相关手册中查到。
（2）共振吸声结构
从能量平衡原理可知，如果噪声的能量转换为其他能量，能起到降低噪声的效果，吸声材料主要是将声能转变为热能，从而有效吸收中、高频声音。共振吸声结构利用声波激发结构或系统振动，通过结构的共振最大限度地吸收声能，达到吸声的目的。共振吸声结构的不足是其工作吸声频带较窄。
常见共振吸声结构有薄膜共振吸声结构、穿孔板式吸声机构、微穿孔板吸声结构等。
2.隔声结构
隔声是噪声控制中的重要方法之一。所谓隔声是指在噪声传播的途径上设置障碍以阻止声波的传播。隔声法常用的隔声装置有隔声罩、隔声室和隔声屏等。常用基本隔声结构有单层壁和双层壁两种。
（1）单层壁的隔声最简单的隔声结构是单层均质壁，如钢板、铅板、砖墙、钢筋混凝土墙等。
（2）双层隔声结构。由单层隔声机构的隔声质量定律可见，单位面积重量增加1倍，隔声量仅增加6dB。但仅仅依靠增加墙的厚度来提高隔声量是不经济的。如果把单层墙一分为二，采用双层壁，虽然重量一样但隔声效果更好。
双层壁之所以能提高隔声性能，是因为当声波激发起第一层壁振动时，这种振动先传给空气层，再传给第二层壁，然后再向另一侧辐射声能。由于空气层的弹性变形具有缓冲减振作用，使得传给第二层壁的振动大为减弱，从而提高了总的隔声量。
3.消声器
消声器是一种允许气流通过，阻止噪声或降低噪声的特殊装置，它被广泛应用于噪声控制工程中，例如，汽车发动机总成安装有消声器。消声器的种类很多，这里主要介绍阻性消声器和抗性消声器，多数的其他类型的消声器都是在这两类的基础上发展起来的。
（1）阻性消声器
阻性消声器是将吸声材料安装在气流通道内，当噪声沿消声器管道传播时，声波由于摩擦和黏滞作用，将部分声能转变为热能耗散掉，从而达到消声的目的。由于吸声材料的作用类似电路中的电阻，故称为阻性消声器。一般吸声材料的吸声特性在中、高频表现好，所以这类消声器的中、高频消声性能较好。
（2）抗性消声器
抗性消声器主要利用截面突变造成声传播通道的阻抗失配，产生声能的反射，从而达到消声目的。这类消声器一般是全金属结构，其构造简单、耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击、不会被废气中的炭灰微粒堵塞、成本低而且寿命长。但单纯抗性消声器的选择性强，适用于中、低频噪声控制。
发动机噪声控制方法
发动机噪声控制技术较为复杂，本节以活塞敲击噪声、配气机构噪声、燃烧噪声和发动机空气噪声四个方面介绍噪声控制方法。
1.活塞敲击噪声控制
影响活塞敲缸声的因素有活塞与汽缸壁之间的间隙、活塞销孔的偏移、活塞的高度、活塞环在活塞上的位置以及汽缸润滑条件、发动机转速和汽缸直径等。实验表明，活塞与汽缸壁之间的间隙增大1倍时，其噪声可增加3～4dB。
（1）减小活塞与汽缸壁之间的间隙
在满足使用和装配的前提下，尽量减小活塞与汽缸壁之间间隙可以减小甚至消除活塞横向运动的位移量，从而减轻或避免活塞对缸壁的冲击，达到降噪的目的。若能保证发动机在冷态和热态下，此间隙值变化不大，将会使降噪效果更佳。为了实现这一目的，现代汽车发动机在活塞设计上采取了一些措施，如针对活塞上部的膨胀量大于下部的情况，将活塞制成直径上小下大的锥形，使其在汽缸中工作时上下各处的间隙近于均匀；采用椭圆形裙部；在汽油机的铝合金活塞最下面一道环槽上切一横槽，以减少从头部到裙部的传热；在裙部车纵向槽，使裙部具有弹性，从而减小导向部分间隙等。此外，为了适应高压缩比、高转速发动机的强度和刚度要求，可采用镶钢片活塞，即在铝合金活塞中镶入热膨胀系数比铝合金小的材料，以阻碍活塞裙部推力面上的膨胀，从而减小活塞裙部的装配间隙，达到降低噪声的目的。这种镶钢片活塞在汽油机和柴油机上都有采用。
（2）活塞销孔向主推力面偏移
活塞销孔向主推力面偏移，使活塞的换向提前到压缩终止前，同时可以使活塞换向的横向运动方式由原来的整体横移冲击变为平滑过渡，可起到显著的降噪作用。现代汽车上普遍采用这种降噪措施。但应注意偏移量大小的控制，过大的偏移量，会增大活塞承受尖角负荷的时间，引起汽缸早期磨损，损失有效功率。
（3）加大活塞裙部长度
在可能的情况下适当加大活塞裙部长度，增大支承面。
（4）增加活塞表面的振动阻尼
增加活塞表面的振动阻尼，采用底油环或裙部表面覆盖一层可塑性材料，增加振动阻尼，缓冲或吸收活塞敲击的能量，也可明显降低活塞敲缸声。如在活塞裙部表面涂一层聚四氟乙烯，然后再外加一层厚度为0.2mm的铬氧化物。
2.配气机构噪声控制
影响配气机构噪声的主要因素有凸轮型线、气门间隙和配气机构的刚度等，因此控制噪声应从以下几方面着手：
（1）减小气门间隙
发动机低速运转时，气门传动链的弹性变形小，配气机构噪声主要来源于气门开、闭时的撞击。减小气门间隙可减小因间隙存在而产生的撞击，从而减小噪声。采用液力挺杆，可以从根本上消除气门间隙，从而消除传动中的撞击，并可有效地控制气门落座速度，因而可使配气机构的噪声显著降低。
（2）提高凸轮加工精度和减小表面粗糙度
（3）减轻驱动元件质量
在相同发动机运转速度下，减轻配气机构驱动元件质量即减小了惯性力，从而降低配气机构所激发的振动和噪声。缩短推杆长度是减轻机构质量并提高刚度的一项有效措施。在高速发动机上，应尽量把凸轮轴移近气门，甚至取消推杆，构成所谓顶置式凸轮轴，这对减小噪声改善发动机动力特性是有利的。
（4）选用性能优良的凸轮型线
设计凸轮型线时，除保证气门最大升程、气门运动规律和最佳配气正时外，采用几次谐波凸轮，降低挺杆在凸轮型线缓冲段范围内的运动速度，从而减小气门在始升或落座时的速度，降低因撞击而产生的噪声。
3.燃烧噪声控制
汽油机控制燃烧噪声主要是通过根据压缩比选择合适牌号的燃油；适当推迟点火提前角；及时清除燃烧室积炭来抑制爆燃和表面点火现象的产生，即可抑制噪声。
控制柴油机燃烧噪声的根本措施是降低燃烧时的压力增长率。由于压力增长率取决于着火延迟期和着火延迟期内形成的可燃混合气的数量和质量，因此可以通过选用十六烷值高的燃料，合理组织喷射和选用低噪燃烧室实现。具体措施如下：
（1）适当延迟喷油定时
由于汽缸内压缩温度和压力是随曲轴转角变化的，喷油时间的早晚对于着火延迟期长短的影响通过压缩压力和温度而起作用。如果喷油早，则燃料进入汽缸时的空气温度和压力低，着火延迟期变长；反之，适当推迟喷油时间可使着火延迟期缩短，燃烧噪声减小。但喷油过迟，燃料进入汽缸时的空气温度和压力反而变低，从而又使着火延迟期延长，燃烧噪声增大。如单从降低噪声的角度来讲，希望适当推迟喷油时间，即减小喷油提前角，但喷油正时延迟将影响柴油机的动力性和经济性。
（2）改进燃烧室结构形状
燃烧室的结构形状与混合气的形成和燃烧有密切关系，不但直接影响柴油机的性能，而且影响着火延迟期、压力升高率，从而影响燃烧噪声。根据混合气的形成及燃烧室结构的特点，柴油机的燃烧室可分为直喷式和预燃式两大类。
在其他条件相同的情况下，直喷式燃烧室中的球形和斜置圆桶形燃烧室的燃烧噪声最低，预燃式燃烧室的燃烧噪声一般也较低；但是直喷式燃烧室和浅盆形直喷式燃烧室的燃烧噪声最大。试验表明，若用球形燃烧室代替浅盆形燃烧室，可使柴油机的总噪声降低3～6dB。
