發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)及噪聲預(yù)測
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國內(nèi)外對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)噪聲的預(yù)測做了大量研究，中低頻結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測方法已趨成熟。結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)與輻射噪聲之間的關(guān)系非常復(fù)雜，目前根據(jù)強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算輻射噪聲的計(jì)算方法主要有平板理想化法、有限元法和邊界元法等。噪聲預(yù)測技術(shù)的發(fā)展使得發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行噪聲評(píng)價(jià)成為可能。
本文探討了適于進(jìn)行動(dòng)力總成振動(dòng)及結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測的方法；建立了動(dòng)力總成各主要部件的有限元模型，通過AVL EXCITE軟件進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，并計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)響應(yīng)。進(jìn)行NVH的性能提升的最重要的就是首先要找到主要振動(dòng)及噪聲源，并開展有針對(duì)性的工作。為了更明確發(fā)動(dòng)機(jī)的主要聲源，采用自編軟件，根據(jù)表面振動(dòng)速度結(jié)果進(jìn)行了主要表面的輻射聲功率排序，最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測。
發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)預(yù)測
進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)及噪聲預(yù)測，涉及到大量的研究工作，主要工作包括各部件有限元建模、子結(jié)構(gòu)模態(tài)提取，EXCITE模型搭建，主要激勵(lì)計(jì)算，動(dòng)力學(xué)分析，振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算，表面輻射聲源排序，聲邊界元建模和空間聲場預(yù)測等工作。
1. 動(dòng)力總成有限元模型
動(dòng)力總成有限元模型包括缸體、框架、缸蓋、油底殼、缸套、進(jìn)氣歧管、排氣歧管、氣門室罩蓋、4個(gè)懸置支架、變速器殼體、變速器傳動(dòng)軸及齒輪等。由于研究的動(dòng)力總成的4個(gè)懸置支架中有3個(gè)是安裝在變速器上，所以加入變速器殼體的有限元模型，這樣可以更準(zhǔn)確地模擬動(dòng)力總成的振動(dòng)情況，特別是怠速工況下的振動(dòng)。圖1所示為動(dòng)力總成的有限元網(wǎng)格。同樣需建立曲軸組件的有限元網(wǎng)格，曲軸組件包括曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、皮帶輪和正時(shí)齒輪等部件。
圖1 動(dòng)力總成的有限元網(wǎng)格
發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型包括了有限元模型及連接參數(shù)。參數(shù)包括連桿質(zhì)量、剛度，活塞質(zhì)量，軸承剛度，發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊剛度以及軸瓦剛度及阻尼等。
3. 發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，其激勵(lì)比較復(fù)雜。主要考慮了氣體爆發(fā)壓力、活塞連桿組件的慣性加速度、活塞側(cè)向拍擊力、凸輪軸軸承座作用力、氣門彈簧力和氣門落座力等激勵(lì)。這些載荷采用相應(yīng)軟件計(jì)算得到。某轉(zhuǎn)速下的氣體爆發(fā)壓力曲線見圖2。
圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)壓力
評(píng)論