汽车冷却风扇噪声主动控制仿真及声品质评价

以汽车冷却风扇噪声为研究对象,基于采集的噪声生成具有不同音调特性的模拟噪声,利用改进的音调度模型计算音调度,使用等级评分法对生成的模拟噪声进行主观评价实验。根据音调特性十分明显的旋转噪声频率与风扇转速密切相关的特点,提出以风扇转速信号来构造次级声源参考信号进行主动噪声控制。最后建立并联型灰色神经网络模型并检验降噪效果。结果表明,冷却风扇噪声的音调特性是影响感知烦恼的重要因素之一,通过有源噪声控制能有效降低窄带噪声峰值从而降低音调度。引入并联型灰色神经网络进行预测的平均相对误差为2.86%,降噪后烦恼度有较好的改善。

电控高压共轨喷油系统结构参数对轨内压力波动仿真分析

采用GT软件建立电控高压共轨燃油喷射系统模型,并利用构建的仿真模型研究高压油泵的进油阀组件、排油阀组件以及活塞凸轮组件,其三个主要部分的结构参数变化对共轨管中压力波动的影响。通过研究可知高压泵在实际工作时所承受的压力波与活塞的状态有直接关系,且活塞状态包括其质量、长度、直径、容积等。为了更好地研究进排油阀对压力波动之间的关系,选用8组参数进行实验研究并验证进排油阀体直径、质量、弹簧预紧力、弹簧刚度的变化与压力波动之间的相互影响作用,进而通过对比选取最佳阀体。通过仿真分析可知,共轨喷油系统压力波动程度会受到系统结构参数的影响,并可以为系统的优化设计提供参考依据。

压电复合材料梯度分布声学特性研究

目前,压电复合材料在吸声降噪领域应用广泛,但其低频吸声性能并不理想。为解决此问题,以0-3型压电复合材料为研究对象,提出使压电陶瓷体积含量呈梯度分布以提高其低频吸声系数的方法。首先,基于声电类比法和传递矩阵法,推导多梯度分布的理论公式,并通过文献构型对其进行验证;其次,将均匀分布与梯度分布的吸声系数进行比较,发现梯度分布会改变材料的声阻抗,从而改变吸声系数。最后,进行梯度分布压电复合材料数值分析,结果表明,同等条件下,当压电陶瓷体积含量呈梯度递减,且梯度差和第一梯度的厚度增加时,可明显提高低频吸声系数。

基于EMD和KNN的发动机辐射噪声预测研究

针对基于发动机表面结构单通道振动的辐射噪声预测问题,提出了一种结合经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和KNN(K-Nearest neighbor)的预测算法,通过EMD将单一振动时域信号分解为多个本征模态函数(Intrinic Mode Function,IMF)信号,并将每个IMF信号作为振动数据集的特征,最后以新的振动数据集为输入建立辐射噪声预测模型。试验结果表明,基于该算法建立的预测模型可解释方差分数为0.97,有着较小的预测误差。

某商用车怠速油底壳异响问题分析

针对产品开发过程中某柴油车型发动机油底壳怠速时“呜呜”异响问题,通过噪声与振动的测试及仿真分析,对油底壳异响原因进行分析。结果表明,怠速时机油泵的工作激励频率与油底壳模态频率耦合,形成“呜呜”声,并通过油底壳表面辐射出来。进一步实验研究表明,随着机油温度的升高,机油泵功率、工作激励幅值会逐步减小,异响逐步减小。同时实验研究表明,机油量对油底壳模态频率有影响,油底壳内机油加注量越多,油底壳模态频率越低,油底壳表面振动幅值及异响均逐步减小。针对该异响问题,明确该发动机机油加注上限及下限时油底壳对应频率范围后,通过优化怠速转速,提高油底壳模态频率等使机油泵激励频率与油底壳模态频率避频,解决了该异响问题。

柴油机空转加速敲缸异响分析与改进

柴油机的高压缩比致使燃烧粗暴,形成强烈的燃烧敲缸声。对柴油机空转急加速过程中产生的敲缸异响进行详细的原因分析,发现对于自然吸气柴油机,在空负荷急加速的特殊工况下调整预喷提前角和轨压上升速率对改善燃烧敲击异响有较大的好处。当喷油提前角控制在5~11°CA范围,轨压上升速率控制在100 MPa/s时,燃烧噪声变得柔和,敲击异响消失,而预喷量对声品质改善贡献较小。

TDI发动机润滑油挤压高频噪声影响因素试验研究

针对涡轮增压柴油机的运行特点,在半消声试验室进行了发动机加速工况主轴承处润滑油挤压高频噪声的影响因素测试。研究过程基于发动机主轴承座振动测试和曲轴运动轨迹测试,重点分析了润滑系统特征和主轴承结构特征以及曲轴轴承支撑方式对高频挤压噪声的影响。结果表明:润滑油黏度、润滑油含气量、主轴承间隙、主轴颈形状和轴承支撑方式等均对主轴承座异常振动产生影响;当轴承载荷小,轴心偏心距较大,曲轴自转方向与公转方向相反时,主轴承润滑油压力升高,润滑油内的气泡被挤压产生高频的气泡破裂噪声,并伴随主轴承座异常振动;当曲轴运转稳定且轴心轨迹平顺时,主轴承座异常振动对应转速升高,高频噪声不易识别。

电动隐藏式外门把手噪声分析和优化设计

随着新能源汽车的发展,越来越注重车辆智能化和电动化,电动隐藏式外门把手被越来越多地应用在新能源汽车上。电动隐藏式外门把手在开启与关闭时,执行器产生工作噪声,噪声过大或声品质不好会引起用户抱怨。分析电动隐藏式外门把手工作噪声产生的原因,从外门把手本体结构、结构传递路径、空气传递路径和工作控制策略等4个方面进行分析和优化设计,有效降低电动隐藏式外门把手的本体噪声及乘客舱内的辐射噪声,对汽车电动隐藏式外门把手噪声的优化设计具有一定参考价值和指导意义。

叉车柴油机加速工况声品质改进试验研究

为降低某叉车柴油机加速过程中的噪声,试验分析柴油机加速异响产生的原因,研究喷油规律对加速噪声的影响,分析声品质参数,并提出改进方案。试验结果表明:柴油机急加速“嘎嘎”声是由燃烧过程缸内压力升高率过大导致,增加预喷量可以在一定程度上降低噪声水平,但对加速异响几乎没有影响;减小喷油提前角可以轻微降低加速异响;降低轨压上升率可以明显降低加速异响,轨压上升率由150 MPa/s降低至100 MPa/s,柴油机加速时异响消失,响度的变化趋势与声压级基本一致,尖锐度和粗糙度降低,声品质明显提升。

半主动式薄膜型声学超材料超低频隔声特性研究

针对变电站50 Hz的超低频噪声较难控制的特点,设计一种半主动式薄膜型声学超材料,通过仿真模拟计算其隔声特性。该材料以钕铁硼磁铁作为中心质量块负载于边界固定的橡胶薄膜上,并装配通电螺线管作为半主动控制系统。通过仿真模拟及数值分析手段对其隔声特性进行研究。通过改变电流强度准确控制中心钕铁硼磁铁质量块的受力,最终改变薄膜张力,实现隔声峰频率的控制,与一般的薄膜声学超材料相比,其具有缓解薄膜材料疲劳等优点;并对薄膜厚度以及质量块厚度、大小对薄膜型声学超材料声学特性的影响进行研究。仿真结果表明:该材料对于50 Hz的超低频噪声隔声量达到130 dB,具有优良的隔声性能。

改进小波阈值函数降低发动机冷试噪声测试仿真

为在发动机冷试测试过程中得到较为精准的传递信号,在分析总结小波降噪的文献资料基础上,构造一种对发动机冷试测试过程中的故障诊断信号进行降噪处理的改进小波阈值函数,使用MATLAB进行降噪模拟仿真对比分析,并对冷试的柴油机缸盖高速振动信号加噪后进行仿真验证。结果表明:本文中提出的基于改进小波阈值函数的降噪方法效果较好;MATLAB仿真试验中,经改进的小波阈值函数处理后的信号信噪比为26.9413,均方根误差为0.5258;在柴油机降噪仿真试验中,经改进的小波阈值函数处理后的信号信噪比为3.0868,均方根误差为2.2881。改进小波阈值函数降噪方法对柴油机冷试振动信号具有较好的降噪效果。

压气机气动噪声影响规律试验研究

涡轮增压器广泛应用于汽车、轮船等领域,随着增压器工作转速不断提高,增压器压气机气动噪声问题日益突出。针对某车用涡轮增压器搭建了增压器噪声测试试验台架,在增压器加速和稳态工况下开展了噪声测试试验研究。试验结果表明:在中高流量区域,转速低于80000 r/min时,压气机进口气动噪声中随机噪声占主导地位,相同转速下随着流量增加,叶片通过频率噪声与总体噪声均先减小后增大;转速高于80000 r/min时,压气机进口气动噪声主要由叶片通过频率噪声与锯齿噪声主导,相同转速下随着流量增加,叶片通过频率噪声先增大后减小,总体噪声减小;接近喘振点的小流量高压比区域,叶尖间隙噪声与随机噪声占主导地位。

燃烧过程对轻型车用柴油机怠速噪声的影响

发动机噪声是车辆怠速噪声的主要来源。为研究某轻型卡车怠速开空调时车内噪声增大的问题,进行了发动机台架试验,试验对象为一台4缸、四冲程、涡轮增压中冷、电控高压共轨柴油机。试验测量了柴油机的气缸压力、声功率及近场噪声,通过比较声功率级,分析了柴油机在不同工况下的噪声变化。基于气缸压力计算了放热率、压力升高率等燃烧特性参数,基于近场噪声信号计算了近场噪声频谱,进一步研究了燃烧特性参数变化对不同频率近场噪声的影响。结果表明:冷却液温度小幅度降低时喷射策略确定的喷油正时提前,导致气缸最高燃烧压力及预喷燃油燃烧引起的压力升高率峰值显著增大,怠速噪声增大;750 r/min时喷射策略确定的喷油正时较早,压力升高率较大,最高燃烧压力在更靠近上止点的位置出现且持续时间较长,燃烧过程较780 r/min与820 r/min时更为剧烈,这是该转速下噪声较高的主要原因。开空调时循环供油量增加,燃烧过程更加剧烈,产生更高的压力升高率及最高燃烧压力,也会导致怠速噪声增大。此外,频率在1000 Hz左右噪声的变化对该柴油机整体噪声水平的影响最大。

高寒环境下柴油机冷启动辅助措施综述

针对高寒环境下柴油机存在的冷启动性能差、启动困难等问题,深入分析启动力矩、燃烧过程和油品等3个影响因素,系统阐述目前几种常用冷启动辅助措施的工作原理、适用环境温度及其启动过程中对车辆运行方面产生的影响,对高寒环境下柴油车辆冷启动辅助措施的选用和技术发展提出参考意见。

某柴油机排气净化消声器结构单元声学性能研究

为减少柴油机尾气及噪声污染,以某单缸柴油机为研究对象,提出一种新型排气净化消声器方案。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术,运用数值模拟的方法,对排气净化消声器进排气管布局、净化基体布局方式和有无穿孔隔板影响因素进行分析研究。结果表明,这些影响因素的改变均能对排气净化消声器噪声传递损失产生较大影响,其中,排气净化消声器不同进排气管布局,对消声器的声学性能有较大影响,斜插管的布局对传递损失有很大提升,消声效果较好,尤其体现在中低频段以及中高频段传递损失提高约9.0 dB(A)。

乘用车柴油机噪声源识别方法的试验研究

以乘用车柴油机为研究对象 ,通过振动速度测量技术和声强测量技术相结合的方法对该发动机进行了表面辐射噪声源识别的研究。首先在半消声室内测量了发动机的声功率 ,然后测量了发动机各主要噪声辐射部件振动速度并分析了各部件的振动特性 ,并通过其表面振动速度计算了它们各自的声功率以及对总噪声的贡献 ,对不适于振动测量的旋转部件采用声强法测量了其声功率 ,最终得到了各主要噪声源的大小排列 。

柴油机薄壁件表面辐射噪声的研究

采用表面振动法进行了柴油机表面辐射噪声的诊断,并对附加自由和复合阻尼的薄壁件进行了声辐射效率试验研究和整机试验。研究结果表明:油底壳、缸盖罩和齿轮室罩等薄壁件是柴油机噪声的主要辐射部件;附加自由阻尼的薄壁件声辐射效率与原状态相近,附加复合阻尼的薄壁件声辐射效率在中高频比原状态优越,而低频段却相反;附加自由阻尼的薄壁件降噪效果不明显,而附加复合阻尼的薄壁件在中低速具有较好的降噪效果。

基于互谱成像函数波束形成的发动机噪声源识别

基于球面波模型互谱成像函数波束形成理论,开发了相应的近场声源识别软件。对已知声源位置和强度的单极子声源、相干偶极子声源的模拟计算结果表明:该方法有效补偿了球面波传播的幅值衰减量,能够实现声源的精准定位及强度的准确计算。某柴油机全负荷标定转速工况下的声源识别试验结果表明:正时齿轮罩壳、缸体与变速箱交界位置及发电机是其主要噪声源。

4105型柴油机曲轴计算模态与试验模态的振型相关性

为获得4105型柴油机曲轴振动特性,并验证有限元计算是否正确,对4105柴油机曲轴分别进行了有限元计算和试验模态分析,获得了相应的振动频率和振型,并对所获得各阶振型的内积相关度进行了计算分析。结果表明,计算模型与试验模型的各阶振型的内积相关度均大于0.7,具有较高的吻合度,验证了有限元模型的有效性。振型图对比发现曲轴振动最大变形位置多集中在曲轴两端。振型相关性分析对比确定了曲轴固有振动特性,为利用曲轴有限元模型进行曲轴优化设计、减振等工作提供了依据。

基于时频谱图与图像分割的柴油机故障诊断

将图像分割理论引入柴油机故障诊断中,提出一种基于时频谱图、图像分割和模糊模式识别的柴油机故障诊断新方法.首先利用二进小波对柴油机缸盖振动信号进行预处理,然后用时频谱图对柴油机气门机构4种状态下的缸盖表面振动信号进行时频分析,并将谱图结果根据图像分割理论对其等高图进行分割,最后通过选取分割后图像的特征体质心位置、特征体面积、数目和熵作为特征参数,并利用模糊C均值聚类对图像进行分类识别.试验结果表明,新方法提取的振动信号图像几何特征与形状特征参数能充分反映柴油机气门工作状态的信息,对不同类型的气门故障均能正确诊断.