柴油机油底壳穿孔板隔声罩优化设计

以某型柴油机的油底壳作为研究对象,对其声振特性进行识别与分析,确定设计穿孔板隔声罩的共振频带范围。使用粒子群算法针对共振频率进行穿孔板参数的优化设计,再通过阻抗管试验确定小孔分布对吸声性能的影响,并对穿孔板隔声罩进行多目标形貌优化设计以避开共振及激励频率。目标柴油机上加装优化的油底壳穿孔板隔声罩后,整机总声压级降低0.5 d B,降噪效果较好。

米勒循环汽油机燃烧噪声诊断与优化

对某搭载米勒循环增压汽油机的SUV在低速高负荷区域出现的“哒哒”异响进行诊断、分析及优化。噪声振动信号经傅里叶变换、滤波及燃烧压力频谱对比分析,确认异响为1~3.5 kHz的燃烧噪声。通过对米勒循环结构分析,确认异响产生根本原因为小升程进气凸轮进气时间短、阻力大和增压器低速性能不足,在低速中高负荷节气门全开下,采用了过大的点火提前角,导致气缸压力急剧升高诱发高压力升高率,带来燃烧噪声。通过对异响工况点火提前角优化,最高压力升高率及1~3.5 kHz燃烧压力频谱成分优化明显,异响消除,且发动机性能变化不大。

汽油机冷机间歇性抖动问题的研究

汽油机冷起动后,催化器需快速达到较高温度,才能具有一定的转化效率。此阶段的控制策略往往是通过提高转速、减小点火提前角、加浓混合气等手段使排气温度迅速升高,但会影响到NVH性能和驾驶性。针对某汽油机催化器加热阶段严重的抖动问题,首先通过对源头和传递路径进行分析和排查,确认起燃阶段燃烧稳定性差是引起抖动的根本原因;然后对相关硬件进行排查,对多组控制参数下的座椅振动、燃烧稳定性进行扫描试验以及对排放进行摸底试验,寻求出一套排放和NVH性能均达标的控制参数;最后通过调整挡位转速控制策略,解决起步阶段突兀的驾驶性问题,使该汽油车型冷机怠速工况各性能指标均达标。

某发动机冷起动哨声产生原因分析及消除措施

某发动机在冷起动时产生哨声。根据零部件的频响特性,对该发动机进行了振动测试。通过对机体进行振动测试和分析,得出冷起动哨声产生的源头为曲轴驱动齿轮与平衡轴齿轮之间、2个平衡轴齿轮之间的间隙过小。适当加大曲轴与平衡轴中心距的公差以及2根平衡轴中心距的公差,可增加齿轮之间的啮合间隙,避免因齿隙过小产生哨声问题。

柔性壁扩张式消声器的消声性能分析及优化

在车用进气管路中,针对传统刚性壁消声器消声效果的局限性,以柔性壁扩张式消声器为研究对象,建立了其声固耦合解析模型并进行了验证,对比分析了刚性壁消声器与柔性壁消声器的消声性能。以提高消声器的传递损失峰值与均值为目标,以柔性壁弹性模量、壁厚及消声器扩张比为优化变量,采用遗传算法对柔性壁消声器进行了优化。最后,对所设计消声器的耐负压性能进行了分析。结果表明:所建立的模型具有较高的精度;相比于刚性壁消声器,柔性壁消声器具有更高的传递损失峰值和更低的峰值频率;所采用优化方案具有有效性;所设计消声器在进气管路中有良好的适用性。

风扇宽频涡流气动噪声分析及降噪

为降低风扇的宽频涡流气动噪声,基于风扇气动噪声仿真流程和声比拟理论,采用流体仿真软件STAR-CCM+建立三维模型,计算风扇叶片时域脉动压力,并与声学软件LMS virtual lab扇声源分区合成的风扇叶片时域脉动压力对比,对风扇噪声进行仿真计算和整车噪声测试验证。将风扇护风罩与风扇叶尖间隙由15 mm调整为5 mm,并对比优化前后仿真计算与整车噪声测试结果。结果表明:STAR-CCM+软件计算的风扇叶片时域脉动压力曲线与声学软件LMS virtual lab扇声源分区合成的风扇叶片时域脉动压力曲线吻合度较好;LMS test lab软件仿真分析频谱与整车噪声测试结果声压级相对误差为0.56%,结果基本一致;风扇护风罩与风扇叶尖间隙由15 mm调整为5 mm后,仿真计算和整车测试噪声声压级均方根分别降低了约9.00、4.00 dB,降噪效果明显。

某发动机怠速工况电磁式GDI喷油器降噪分析

某顶置直喷喷油器发动机在NVH试验过程中发现,怠速时发动机顶部有明显的“哒哒音”噪声;为了解决此问题,通过对故障发动机进行数据采集、分析原因并进行数据优化,最终锁定原因为电磁式GDI喷油器工作过程中针阀撞击产生的声音。为了降低喷油器“哒哒音”噪声,对喷油器的驱动信号进行适当的调整,并通过试验验证可以改善发动机噪声排放。

某小型发动机辐射噪声预测研究

为了精确预测某小型发动机辐射噪声,采用仿真与试验相结合的方法对发动机进行振动和噪声数值仿真。通过计算模态与试验模态对标,校验有限元模型精度,模态频率最大相对误差为3.07%;运用发动机多体动力学软件建立配气机构、活塞敲击及曲柄连杆机构多体动力学模型,获取作用在机体上的主要激励力。将仿真分析得到的激励力和试验模态数据导入到LMS Virtual.Lab软件中,运用模态叠加法计算发动机结构振动和辐射噪声。结果表明:仿真与试验结果一致性较好,振动主要阶次对应,振幅相近,辐射噪声最大误差为3.6 dB(A)。分析结果为后续发动机噪声优化提供了依据。

汽车车内噪声声音品质的测试与评价

研究车内噪声客观物理特征与人的主观感受之间的影响关系。通过对3种车型在不同行驶速度下的噪声进行实时录制,并在测试室采用成对比较的方法进行主观评价,同时提取其心理学评价指标,对车辆噪声的烦恼度影响因素进行了试验和分析。采用多元回归分析的方法分析心理学评价指标与主观烦恼度之间的关系。通过心理声学评价指标的线性组合得到的总评估值与主观评估值之间有很高的相关性,能很好地解释主观评估值,采用心理声学评价指标的线性组合对车辆声音品质进行主观评价是可行的。

发动机燃烧噪声和活塞拍击噪声的产生机理试验研究

为有效地控制发动机燃烧噪声和活塞敲击噪声,研究了振动噪声的产生机理,指出了发动机振动传递的基本途径。通过对发动机结构的传递函数试验发现,由燃烧气体力所引起结构表面的响应主要是通过内部传力部件进行,频谱特性呈宽带凸峰特性,而通过敲击缸盖和缸孔引起的振动响应主要发生在2 000 H z以上频段,频谱成尖峰特性,且结构模态效应突出。结合试验结果,最后提出了控制发动机燃烧噪声和活塞拍击噪声的方向,为改进设计提供了参考。

基于神经网络的车辆排气噪声声音品质预测技术

通过评审团成对比较法测试得到18种车辆排气噪声的满意度评价,考察并选取响度、尖锐度、粗糙度、波动度和峭度作为描述车辆排气噪声声音品质的客观心理声学参数,使用BP神经网络理论建立车辆排气噪声声音品质神经网络预测模型,对排气噪声样本的满意度进行预测,并与使用多元线性回归模型所得的预测值进行了比较。结果表明,神经网络模型预测值更接近实测值,误差在10%范围以内,对于单一噪声样本满意度的预测精度高于多元线性回归模型,能够更好地反映客观参数和主观满意度间的非线性关系,可用于车辆排气噪声声音品质的预测研究。

车辆排气噪声声音品质的主观评价与模型预测

采用成对比较法对18种车辆排气噪声进行主观评价,考察并选取描述排气噪声声音品质的客观心理声学参数,通过多元线性回归分析方法得到主观满意度和客观心理声学参数间的关系,并建立起车辆排气噪声声音品质评价预测模型.研究结果表明,响度是影响人们对车辆排气噪声主观感受的主要因素.所建立预测模型的R平方值为0.96,模型预测值与主观评价实测值间具有良好的一致性,所建立的声音品质评价模型可用来预测车辆排气噪声的声音品质.

一种高效的发动机辐射噪声计算方法研究

为了解决发动机辐射噪声计算的精度和效率问题,基于表面速度振动原理,利用Matlab程序,开发了一种高效的发动机辐射噪声声功率模拟计算软件。分别用边界元法、快速多级边界元法和Matlab程序软件对比分析了普通平板、发动机缸盖罩和发动机动力总成辐射声功率的计算精度和效率,结果显示,在保证高的计算精度情况下,用Matlab程序软件计算发动机缸盖罩辐射声功率的效率是边界元法的25倍,是快速多级边界元法的123倍;用Matlab程序软件计算发动机动力总成辐射声功率的效率是边界元法的141倍,是快速多级边界元法的108倍。

拓扑优化技术在降低正时齿轮罩辐射噪声中的应用

应用Altair Hyperworks的OptiStruct优化模块,采用拓扑优化技术,对某柴油机正时齿轮罩进行了优化,得到了最佳的质量分布,据此进行了结构改进,使该正时齿轮罩的模态振型避开正时轮系啮合激励频段,进而降低辐射噪声。通过有限元法和边界元法联合求解得知新正时齿轮罩辐射声功率降低了2.4 dB,对比实验验证了计算结果。

基于反卷积DAMAS2波束形成的发动机噪声源识别

基于反卷积DAMAS2波束形成理论,设计声源识别算法,开发相应软件。针对已知单声源、不相干双声源、相干双声源的模拟计算结果表明:新方法能够有效消除旁瓣,显著提高空间分辨率,更准确地识别声源。某发动机标定工况下的噪声源识别试验结果表明:气缸盖罩1#和2#缸中间及3#和4#缸中间的位置、缸体、排气旁通阀和发电机是其主要噪声源,试验验证了反卷积DAMAS2波束形成在发动机噪声源识别中的有效性。

基于信号分析的发电机组辐射噪声盲源分离和识别

具有独立分量的经验模态分解算法结合了独立成分分析算法和经验模态分解算法的优点,可通过单个观测信号将噪声源分解成一系列独立分量,保证了分离出的声源的独立性,同时利用小波变换技术对各个独立分量进行了分析,通过时频分析结果确定了各独立分量与发电机组各噪声源的对应关系,并通过试验进行了验证。研究结果表明:这些独立分量分别对应着配气机构噪声、平衡轴驱动齿轮噪声、正时齿轮噪声和进气噪声。

内燃机活塞拍击及其噪声研究

根据内燃机活塞实际工作状态,建立了内燃机活塞拍击的动力学模型,采用四阶龙格库塔数值算法编程实现对模型的求解。在动力学模型得到试验验证的基础上,以缸壁接触等效质量的振动速度作为脉动球源的表面振动速度,同时采用有限元与边界元相结合的方式确定内燃机噪声辐射修正系数,从而建立起采用多极子辐射声场描述内燃机活塞拍击噪声的理论声学模型,实现了拍击噪声的定量描述。最后,采用声强法测量声功率试验证明了所建立的活塞拍击噪声声学理论模型的正确性。

基于声品质评价的缸盖罩NVH优化

以某发动机塑料缸盖罩为研究对象,通过声品质评价来分析其影响声品质的结构并进行优化。首先对发动机顶部声压级进行测量并对其进行声品质评价,分析得到影响声品质的频段。建立发动机有限元模型并进行模态试验验证,建立多体动力学模型计算缸盖罩振动并与试验对照,确认模型有效性。根据声品质评价分析结果找出影响声品质的缸盖罩模态,并对其进行结构优化与振动计算验证。将改进后的缸盖罩再进行顶部声压级测量和声品质评价。与原机型对比发现顶部声压级有所降低,声品质也得到明显改善。

结合多种方法的单缸汽油机噪声源识别研究

对152QMI单缸汽油机进行噪声及振动以及曲轴转角等信号的采集,在LMS Test.Lab软件中利用频谱分析和小波变换计算得出了该单缸汽油机噪声能量的主要分布范围,并以此作为噪声源识别的对象,利用阶次分析和小波变换筛选出该机噪声信号中频率不随转速变化的共振因素,随后在角度域内对信号进行小波变换,结合发动机配气机构等部件的运动特征研究识别相对于各频率带的发动机噪声源。研究结果表明,该发动机主要噪声频率带为800 Hz以下、2 000 Hz和4 000 Hz^5 000 Hz,各频率带噪声源分别为进排气噪声、缸盖共振和顶杆对摇臂的冲击以及气门落座冲击。

阳极氧化层对活塞热负荷的影响研究

为了探究某发动机铝质活塞阳极氧化对其热负荷的影响,借助硬度塞温度测试法及数值分析手段,分别对该发动机原始活塞和阳极氧化活塞进行温度场和热应力计算分析。结果表明,在最大负荷工况下,阳极氧化活塞最高温度较原始活塞最高温度降低了7.1%,其最大热应力较原始活塞最大热应力减小了24.5%,其他区域温度和热应力均有不同程度的减小。阳极氧化工艺降低了活塞的热负荷,同时有利于增强活塞的可靠性,延长其使用寿命。