發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)振動及噪聲預(yù)測
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國內(nèi)外對發(fā)動機(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)迫振動響應(yīng)計算輻射噪聲的計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)動機(jī)在設(shè)計階段進(jìn)行噪聲評價成為可能。
本文探討了適于進(jìn)行動力總成振動及結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測的方法；建立了動力總成各主要部件的有限元模型，通過AVL EXCITE軟件進(jìn)行了動力學(xué)分析，并計算發(fā)動機(jī)的振動響應(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及噪聲源，并開展有針對性的工作。為了更明確發(fā)動機(jī)的主要聲源，采用自編軟件，根據(jù)表面振動速度結(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)動機(jī)結(jié)構(gòu)振動預(yù)測
進(jìn)行發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)振動及噪聲預(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，主要激勵計算，動力學(xué)分析，振動響應(yīng)計算，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. 動力總成有限元模型
動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個懸置支架、變速器殼體、變速器傳動軸及齒輪等。由于研究的動力總成的4個懸置支架中有3個是安裝在變速器上，所以加入變速器殼體的有限元模型，這樣可以更準(zhǔn)確地模擬動力總成的振動情況，特別是怠速工況下的振動。圖1所示為動力總成的有限元網(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、皮帶輪和正時齒輪等部件。
圖1 動力總成的有限元網(wǎng)格
發(fā)動機(jī)動力學(xué)計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)動機(jī)懸置軟墊剛度以及軸瓦剛度及阻尼等。
3. 發(fā)動機(jī)激勵
發(fā)動機(jī)工作時，其激勵比較復(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。這些載荷采用相應(yīng)軟件計算得到。某轉(zhuǎn)速下的氣體爆發(fā)壓力曲線見圖2。
圖2 發(fā)動機(jī)爆發(fā)壓力
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