【作者】

侯献军; 管韦魏; 刘志恩

【单位】

武汉理工大学

【摘要】

摘要： 作为传统的汽车动力源，发动机是造成汽车NVH（噪声振动粗糙度）的主要因素之一，控制其振动噪声是降低汽车振动噪声的重要方法。目前，发动机中振动大的部件大多是通过模拟和实验确定的。主要的改进方法是传递路径的优化，这需要更多地分析激振力对整机振动的影响，而且优化空间有限。针对这一问题，以某汽油机为对象，研究发动机振动和噪声控制方法。提出了一种振动激振力和传动路径联合优化的方法，以实现对发动机振动噪声更有效的控制。基于发动机有限元模型和多体动力学分析得到的激振力，采用模态频率响应法和瑞利积分法对整个发动机进行了表面振动和噪声分析。结果发现，多阶频率的振动速度峰值出现在油底壳底部，油底壳在1200Hz和1333.3Hz附近因共振而振动较大。在4000r/min时，凸轮轴盖的振动加速度峰值在1200Hz时更为巨大，需要进行优化。辐射噪声的峰值主要集中在油底壳的底部。通过进行发动机振动试验，将缸体和前端盖表面振动的模拟结果与实验结果进行了对标。发动机模型和振动计算结果的可靠性得到了验证。通过对振动的激振力贡献和模态贡献的分析，从振动源和传递路径两个角度研究了发动机振动噪声的控制，实现了发动机振动和噪声的降低。对凸轮轴盖振动的激振力贡献进行了分析，发现凸轮轴轴承力是1200Hz时盖振动的主要激振力贡献。正交实验的设计以凸轮轴轴承力为对象，以轴承的刚度和凸轮的轮廓等参数为因素。根据敏感性分析结果，对各参数的值进行了优化，结果是在1200赫兹时，凸轮轴轴承力减少了57.4%。基于模态叠加法，分析了油盘振动的模态贡献。确定1200赫兹处油底壳振动的主要模态贡献是36阶发动机模态，通过拓扑优化，模态频率提高了3%。通过仿真验证，发现油底壳在1200Hz处的振动速度降低了6.1dB，凸轮轴盖的振动加速度降低了6.4dB，整个发动机表面辐射噪声的峰值声强降低了9.4dB。提出了对振动的激励力和传递路径进行联合优化的方法，实现了对发动机振动噪声更精确有效的控制。

【关键词】

振动加速度;表面辐射噪声控制;频率响应分析;模态贡献量;激励力贡献量;模态优化;正交试验

【论文集名称】

汽油机气体机分会（第四分会场）

【会议名称】

2023 内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”学术年会

【会议时间】

2023-8-3至2023-8-6

【会议地点】

哈尔滨

【下载次数】

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