【摘要】：隨著人民生活水平的提高,機(jī)動(dòng)車輛越來越多,噪聲問題日益嚴(yán)峻。持續(xù)較強(qiáng)噪聲可使人的聽力暫時(shí)下降,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致不可恢復(fù)的聽力減退。內(nèi)燃機(jī)噪聲是汽車、摩托車的主要噪聲源。研究表明:在我國(guó)大、中型汽車加速噪聲中,內(nèi)燃機(jī)噪聲約占65%,小轎車汽車加速噪聲中,內(nèi)燃機(jī)噪聲約占55%~65%。在發(fā)動(dòng)機(jī)各種噪聲中,發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲是主要的。發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲由燃燒噪聲和機(jī)械噪聲產(chǎn)生,是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的燃燒及機(jī)械振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲。燃燒噪聲是指氣缸燃燒壓力通過活塞、連桿、曲軸、缸體等途徑向外輻射產(chǎn)生的噪聲,機(jī)械噪聲是指活塞、齒輪、配氣機(jī)構(gòu)等運(yùn)動(dòng)件之間機(jī)械撞擊產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲。相比汽油發(fā)動(dòng)機(jī),柴油發(fā)動(dòng)機(jī)具有大扭矩小功率的特點(diǎn),具有更好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,比較適合日常出行使用。在現(xiàn)有技術(shù)下,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作振動(dòng)及噪聲比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)都大一些。本文基于云內(nèi)動(dòng)力某型號(hào)柴油發(fā)動(dòng)機(jī),建立了活塞、氣缸、連桿、曲軸等動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)建立了簡(jiǎn)化的機(jī)體、油底殼,機(jī)體蓋等有限元模型。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況,利用多體動(dòng)力學(xué)軟件分析了曲軸軸承在一個(gè)工作循環(huán)中受力歷程曲線,將該受力載荷導(dǎo)入聲學(xué)分析軟件中,進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)表面振動(dòng)及噪聲的仿真分析。最后與臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比,為發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供參考。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:基于云內(nèi)動(dòng)力提供的某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù),建立了曲軸、活塞、連桿等曲柄連桿機(jī)構(gòu)的三維模型。將曲軸、活塞、連桿體及活塞銷等裝配成曲柄連桿機(jī)構(gòu),并對(duì)機(jī)體進(jìn)行了模態(tài)分析。對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)關(guān)系進(jìn)行了分析,得到曲軸運(yùn)動(dòng)中各部件之間受力及運(yùn)動(dòng)關(guān)系�；诙囿w動(dòng)力學(xué)分析理論和方法,對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)仿真分析。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作的示功圖和額定功率,建立曲柄連桿機(jī)構(gòu)的多體動(dòng)力學(xué)仿真模型。在后處理中,分析得到活塞的位移、速度及加速度曲線關(guān)系和曲軸主軸承受力時(shí)間載荷曲線。將曲軸主軸承受力時(shí)間載荷數(shù)據(jù)以表格的形式導(dǎo)出,作為發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)表面振動(dòng)和輻射噪聲的輸入激勵(lì)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際參數(shù),考慮到計(jì)算規(guī)模和效率建立了簡(jiǎn)化的機(jī)體、機(jī)體蓋及油底殼模型。建立發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)聲學(xué)有限元模型,將多體動(dòng)力學(xué)仿真分析得到的曲軸軸承力受力數(shù)據(jù)通過接口導(dǎo)入。利用直接振動(dòng)響應(yīng)求解器計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)表面振動(dòng)量,得到結(jié)構(gòu)表面的振動(dòng)加速度。利用聲振耦合求解器計(jì)算聲學(xué)有限元表面聲壓級(jí)和場(chǎng)點(diǎn)上的聲壓級(jí)和聲功率級(jí)。對(duì)該型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn),實(shí)際測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)表面振動(dòng)情況。將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真分析和發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn),為發(fā)動(dòng)機(jī)后續(xù)改進(jìn)設(shè)計(jì)提供一定的參考。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U464.172
【圖文】：

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，各種零部件較多。在本論文中主要分析曲柄連桿機(jī)構(gòu)多體動(dòng)力學(xué)，因此利用 CATIA 制圖軟件建立其三維模型，主要尺寸如表 2.1 所示，圖 2.1 為連桿體裝配模型，圖 2.2 為曲柄連桿機(jī)構(gòu)裝配模型。表 2.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)主要尺寸Table.2.1 Main dimensions of crank connecting rod mechanism曲軸系結(jié)構(gòu) 長(zhǎng)度（mm）曲柄半徑 48曲柄銷跨度 28曲柄銷直徑 36主軸頸直徑 60主軸頸跨度 32活塞直徑 85連桿長(zhǎng)度 147

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，各種零部件較多。在本論文中主要分析曲柄連桿機(jī)構(gòu)多體動(dòng)力學(xué)，因此利用 CATIA 制圖軟件建立其三維模型，主要尺寸如表 2.1 所示，圖 2.1 為連桿體裝配模型，圖 2.2 為曲柄連桿機(jī)構(gòu)裝配模型。表 2.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)主要尺寸Table.2.1 Main dimensions of crank connecting rod mechanism曲軸系結(jié)構(gòu) 長(zhǎng)度（mm）曲柄半徑 48曲柄銷跨度 28曲柄銷直徑 36主軸頸直徑 60主軸頸跨度 32活塞直徑 85連桿長(zhǎng)度 147

第二章 柴型元分析軟件中，首先對(duì)機(jī)體進(jìn)行材料的邊界條件。該機(jī)體材料為鑄鐵，其泊松比為 0.28。機(jī)體的有限元網(wǎng)格化，機(jī)體有限元模型如下圖 2.3 所示 個(gè)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2749725