柴油機(jī)活塞拍擊振動(dòng)噪聲分析.pdf

1、隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，NVH已經(jīng)成為評(píng)價(jià)汽車性能的最重要的技術(shù)指標(biāo)。車輛噪聲的主要激勵(lì)源就是內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)，活塞拍擊力作為發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的主要激勵(lì)源之一，其引發(fā)的振動(dòng)噪聲是僅次于燃燒噪聲的最嚴(yán)重的機(jī)械噪聲?；钊c缸套周期性的撞擊產(chǎn)生的振動(dòng)完全處于氣缸內(nèi)部，很難通過實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行精確測(cè)量，因此通過軟件建模仿真來研究活塞的拍擊機(jī)理，實(shí)現(xiàn)對(duì)其引發(fā)的振動(dòng)和噪聲的定量描述，對(duì)于降低內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)噪聲和減少車輛噪聲污染具有非常重要的意義。本文以LD1110型柴油機(jī)

2、為研究對(duì)象，對(duì)活塞拍擊振動(dòng)噪聲進(jìn)行了深入的研究，為柴油機(jī)的降噪提供了一定的理論依據(jù)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)對(duì)柴油機(jī)示功圖的每個(gè)階段進(jìn)行研究，通過MATLAB編程和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，模擬出一條示功圖曲線。結(jié)果表明，通過軟件模擬示功圖要比實(shí)驗(yàn)更加地高效和經(jīng)濟(jì)。
　　 (2)對(duì)活塞的運(yùn)動(dòng)及其受力進(jìn)行詳細(xì)分析，通過MATLAB編程建立數(shù)學(xué)模型。通過ADAMS的振動(dòng)模塊建立了活塞系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的剛性體模型，為了降低運(yùn)算量提

3、高效率，模型中忽略了活塞環(huán)和油膜的作用。最后將數(shù)學(xué)模型和仿真模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證明了仿真模型的準(zhǔn)確性。
　　 (3)在對(duì)機(jī)體適當(dāng)簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，通過ANSYS軟件創(chuàng)建了機(jī)體有限元模型，并對(duì)其分別進(jìn)行了自由和約束的模態(tài)分析，初步了解了機(jī)體的動(dòng)態(tài)特性。從分析結(jié)果可以看出，機(jī)體變形大的位置基本都是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度較低的位置，因此可以通過適當(dāng)增大結(jié)構(gòu)的剛度來減小振動(dòng)。
　　 (4)把活塞拍擊的計(jì)算結(jié)果施加到ANSYS中的有限元

4、模型上，通過瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)計(jì)算，研究在拍擊載荷的作用下機(jī)體的響應(yīng)情況。瞬態(tài)分析表明，在機(jī)體振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)中，主要是機(jī)體的左、右和上表面節(jié)點(diǎn)在Y軸方向的振動(dòng)所引發(fā)。
　　 (5)在ACTRAN中建立聲學(xué)有限元模型。聲學(xué)模型是一個(gè)球體包裹著機(jī)體的結(jié)構(gòu)，但機(jī)體部分是掏空的。球體內(nèi)表面作為機(jī)體噪聲的激勵(lì)面，球體是有限元部分，球體外表面是有限元和無限元的分界面，然后根據(jù)振動(dòng)計(jì)算的分析結(jié)果設(shè)置相應(yīng)的噪聲測(cè)量點(diǎn)。結(jié)果表明噪聲會(huì)在兩個(gè)頻段的激勵(lì)處出