本文關(guān)鍵詞：發(fā)動機配氣機構(gòu)振動噪聲仿真研究

  更多相關(guān)文章： 配氣機構(gòu) 凸輪型線 振動特性 邊界元法 輻射噪聲

【摘要】：近年來,發(fā)動機作為傳統(tǒng)車輛的主要動力源,正向輕量化、高轉(zhuǎn)速和低噪聲方向快速發(fā)展。配氣機構(gòu)既是發(fā)動機正常工作的核心機構(gòu)之一,也是高速發(fā)動機產(chǎn)生振動噪聲的主要噪聲源,其振動噪聲問題越來越受關(guān)注。因此,有必要在設(shè)計階段開展配氣機構(gòu)振動噪聲仿真研究,為發(fā)動機低噪聲設(shè)計提供理論指導(dǎo),縮短設(shè)計開發(fā)周期,降低成本。本文以頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)發(fā)動機為研究對象,利用AVL EXCITE TD平臺分析配氣機構(gòu)運動學(xué)和動力學(xué)特性,采用有限元與邊界元相結(jié)合的方法,分析發(fā)動機結(jié)構(gòu)振動,研究配氣機構(gòu)引起發(fā)動機表面輻射噪聲。配氣機構(gòu)激振力主要有氣門落座力、氣門彈簧力、凸輪軸軸承力、搖臂敲擊氣門桿的激勵力以及凸輪與搖臂接觸應(yīng)力等。根據(jù)噪聲產(chǎn)生方式將配氣機構(gòu)振動噪聲分為兩大類,一類是由零部件接觸碰撞或摩擦產(chǎn)生的直接空氣噪聲,一類則是由激振力激勵發(fā)動機振動向外輻射的噪聲。利用AVL EXCITE TD軟件搭建配氣機構(gòu)多質(zhì)量運動學(xué)動力學(xué)模型,對進排氣凸輪型線進行評價,分析其在低轉(zhuǎn)速1500RPM時的運動學(xué)規(guī)律,并分析配氣機構(gòu)在4000RPM、5000RPM、6000PM三種轉(zhuǎn)速下的動力學(xué)特性,獲取凸輪軸力、搖臂軸力及氣門落座力三個主要激振力。適當(dāng)簡化發(fā)動機結(jié)構(gòu)體并建立有限元模型,利用Optistruct求解器進行發(fā)動機約束模態(tài)分析,分析研究發(fā)動機前20階自然頻率和模態(tài)振型。將凸輪軸力、搖臂軸力和氣門落座力經(jīng)FFT變換到頻域,以不同組合的形式分別施加在缸頭上,分析發(fā)動機結(jié)構(gòu)的振動特性,并提取各載荷組合下的發(fā)動機表面振動速度。最后,以發(fā)動機表面振動速度為邊界條件,利用邊界元法進行結(jié)構(gòu)噪聲輻射仿真,計算輻射噪聲聲功率和輻射效率,通過分析找出主要輻射頻段,分離該頻段內(nèi)各激振力引起的輻射噪聲,并結(jié)合聲強云圖找出主要噪聲輻射源,為低噪聲結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：配氣機構(gòu) 凸輪型線 振動特性 邊界元法 輻射噪聲
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.134
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題的背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及技術(shù)方案11-14
• 2 配氣機構(gòu)振動噪聲的產(chǎn)生機理14-24
• 2.1 典型頂置配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式14-15
• 2.2 配氣機構(gòu)產(chǎn)生振動噪聲機理15-19
• 2.2.1 配氣機構(gòu)零部件受力分析15-18
• 2.2.2 配氣機構(gòu)振動噪聲分類18-19
• 2.3 影響配氣機構(gòu)振動噪聲的主要因素19-21
• 2.4 配氣機構(gòu)振動噪聲的控制方法21-24
• 2.4.1 激勵源的控制21-23
• 2.4.2 傳遞路徑的控制23-24
• 3 配氣機構(gòu)動力學(xué)分析24-38
• 3.1 配氣機構(gòu)動力學(xué)理論基礎(chǔ)24-27
• 3.1.1 配氣機構(gòu)運動學(xué)基礎(chǔ)24
• 3.1.2 配氣機構(gòu)運動學(xué)評價指標(biāo)24-25
• 3.1.3 配氣機構(gòu)動力學(xué)分析方法25-27
• 3.2 配氣機構(gòu)運動學(xué)與動力學(xué)建模27-31
• 3.2.1 配氣機構(gòu)運動學(xué)及動力學(xué)模型27-29
• 3.2.2 模型主要參數(shù)的計算29-31
• 3.3 配氣機構(gòu)運動學(xué)及動力學(xué)計算結(jié)果31-36
• 3.3.1 運動學(xué)評價結(jié)果31-32
• 3.3.2 動力學(xué)計算結(jié)果32-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 4 配氣機構(gòu)激勵機體振動響應(yīng)分析38-52
• 4.1 模態(tài)分析基礎(chǔ)38-39
• 4.2 頻率響應(yīng)分析理論39-40
• 4.3 有限元網(wǎng)格化分及邊界約束40-42
• 4.3.1 建立發(fā)動機三維實體模型40
• 4.3.2 有限元網(wǎng)格劃分40-42
• 4.3.3 邊界條件約束42
• 4.4 模態(tài)分析結(jié)果42-44
• 4.5 載荷的施加44-45
• 4.6 頻域響應(yīng)分析結(jié)果45-50
• 4.6.1 機體表面節(jié)點振動速度頻譜分析46-47
• 4.6.2 機體表面振動速度云圖分析47-48
• 4.6.3 不同激勵對機體表面振動影響48-50
• 4.7 本章小結(jié)50-52
• 5 配氣機構(gòu)引起機體輻射噪聲仿真52-68
• 5.1 噪聲輻射分析理論基礎(chǔ)52-60
• 5.1.1 噪聲基本物理量52-53
• 5.1.2 聲波波動方程推導(dǎo)53-55
• 5.1.3 聲學(xué)邊界條件及邊界積分方程55-58
• 5.1.4 邊界元法求解58-60
• 5.2 邊界元模型的建立60-63
• 5.2.1 邊界元網(wǎng)格劃分60-61
• 5.2.2 聲學(xué)場點布置61-62
• 5.2.3 邊界條件處理62-63
• 5.3 噪聲輻射仿真結(jié)果63-67
• 5.3.1 聲功率頻譜及主要輻射區(qū)域分析63-66
• 5.3.2 各激勵引起的輻射噪聲分析66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 6 總結(jié)展望68-70
• 6.1 全文總結(jié)68-69
• 6.2 展望與不足69-70
• 致謝70-72
• 參考文獻72-74

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