本文關(guān)鍵詞：進氣系統(tǒng)氣動性能與聲學特性研究開發(fā)

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【摘要】：進氣系統(tǒng)在過濾雜質(zhì)前提下要盡量減少進氣系統(tǒng)的壓力損失,較大的空氣壓降會降低發(fā)動機功率,同時進氣系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的NVH性能。本文結(jié)合進氣系統(tǒng)流場局部優(yōu)化、進氣防雪設(shè)計、進氣系統(tǒng)降噪三方面闡述現(xiàn)代汽車設(shè)計技術(shù)在進氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用,針對一款A級乘用車進氣系統(tǒng)運用了CATIA軟件建立系統(tǒng)模型,通過CAE軟件來進行氣動性能、進氣防雪性能及聲學性能分析,并進行了相關(guān)試驗研究。氣動性能方面,根據(jù)進氣系統(tǒng)流場分析結(jié)果,對進氣系統(tǒng)進行了局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化,經(jīng)過試驗驗證,仿真和實驗結(jié)果有很好的一致性,說明局部優(yōu)化效果良好。由于雪花的流動特性與空氣不同,也與雨水不同,同時粒徑差異較大,既隨空氣流動,又受自重與慣性力作用影響,很難通過仿真分析,這是進氣系統(tǒng)開發(fā)難點所在。確認雪花準確的侵入路徑,同時該車型采用了前置式進氣口有利于吸入冷空氣,但同時會導致雪花侵入,對防雪結(jié)構(gòu)的設(shè)計提出了很高的要求。本文通過采用STAT-CD軟件進行整車流場及進氣系統(tǒng)流場分析同時結(jié)合試驗驗證確認雪花準確的侵入路徑。在做好防雪性能的同時,需要兼顧進氣溫度進氣阻力濾清效率等參數(shù)�；谝陨犀F(xiàn)狀,通過自主設(shè)計進氣防雪結(jié)構(gòu),結(jié)合仿真分析與試驗驗證,最終開發(fā)的進氣系統(tǒng)達到了防雪性能和系統(tǒng)功能的平衡。聲學開發(fā)方面,對多孔消聲管進行了試驗研究,測得多孔消聲管的聲學性能。針對2800r/min對應(yīng)的4階噪聲峰值,采用消聲頻率為186Hz左右的諧振腔建立聲學模型,進行聲學預測和試驗確認,最終使進氣口噪聲與空濾殼體輻射噪聲均滿足設(shè)計要求。針對節(jié)氣門異響問題,從噪聲產(chǎn)生機理、傳遞路徑、優(yōu)化方案等多角度進行了仿真與試驗研究。經(jīng)過試驗確認節(jié)氣門發(fā)出“哧哧”嘯叫聲為寬頻噪聲,頻率成分主要分布在400Hz-2000Hz,經(jīng)過車身隔吸聲作用,傳遞到車內(nèi)噪聲集中在1000Hz以下,易感知。急踩油門節(jié)氣門快速開啟后,節(jié)氣門處提前于發(fā)動機加速噪聲產(chǎn)生一個峰值,表現(xiàn)為“哧哧”聲,進氣口和駕駛員內(nèi)耳處則沒有明顯峰值,說明進氣系統(tǒng)不是“哧哧”聲的主要傳遞路徑。節(jié)氣門覆蓋吸音棉后,可減少節(jié)氣門體向外輻射的噪聲,從而一定程度上降低嘯叫聲。說明通過節(jié)氣門體直接輻射是節(jié)氣門處噪聲傳播的關(guān)鍵路徑之一。通過在節(jié)氣門上覆蓋吸音棉,可以達到較好吸音效果。說明從傳遞路徑屏蔽節(jié)氣門異響效果良好。
【關(guān)鍵詞】：進氣系統(tǒng) 空氣濾清器 進氣阻力 進氣噪聲 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U464.134.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 進氣系統(tǒng)氣動特性研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 進氣噪聲控制研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-18
• 1.4.1 進氣系統(tǒng)的流場分析及優(yōu)化16
• 1.4.2 進氣系統(tǒng)防雪結(jié)構(gòu)設(shè)計仿真與試驗16
• 1.4.3 進氣系統(tǒng)聲學開發(fā)16-17
• 1.4.4 節(jié)氣門嘯叫噪聲試驗研究17-18
• 第二章 進氣系統(tǒng)計算流體力學與聲學基礎(chǔ)18-27
• 2.1 進氣系統(tǒng)計算流體力學基礎(chǔ)18-21
• 2.1.1 控制模型18-19
• 2.1.2 湍流模型介紹19-21
• 2.2 進氣系統(tǒng)聲學基礎(chǔ)21-25
• 2.2.1 進氣噪聲產(chǎn)生機理21-23
• 2.2.2 噪聲評價指標23
• 2.2.3 消聲元件聲學分析23-25
• 2.3 進氣系統(tǒng)評價指標25-27
• 2.3.1 一般評價指標25
• 2.3.2 進氣系統(tǒng)阻力和聲學評價指標25-27
• 第三章 進氣系統(tǒng)流場分析與防雪性能研究27-44
• 3.1 進氣系統(tǒng)流場分析與試驗驗證27-34
• 3.1.1 參數(shù)輸入27-28
• 3.1.2 濾芯阻力特性的獲取28-29
• 3.1.3 進氣系統(tǒng)內(nèi)流場分析29-33
• 3.1.4 進氣系統(tǒng)流阻試驗33-34
• 3.2 進氣系統(tǒng)防雪結(jié)構(gòu)仿真與試驗驗證34-43
• 3.2.1 原進氣系統(tǒng)防雪性能試驗34-36
• 3.2.2 防雪方案設(shè)計與仿真分析36-42
• 3.2.3 揚雪試驗驗證42-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第四章 進氣系統(tǒng)聲學仿真與試驗研究44-58
• 4.1 聲學仿真分析44-48
• 4.1.1 殼體模態(tài)分析44-46
• 4.1.2 系統(tǒng)傳遞損失仿真分析46-48
• 4.2 聲學摸底測試48-53
• 4.2.1 多孔吸聲管聲學試驗研究48-49
• 4.2.2 WOT工況進氣噪聲測量實驗49-52
• 4.2.3 空濾殼體輻射噪聲測量52-53
• 4.3 聲學開發(fā)測試53-57
• 4.3.1 帶消音管的進氣管與原進氣系統(tǒng)對比測試54-55
• 4.3.2 方案2聲學測試結(jié)果及分析55
• 4.3.3 方案3聲學測試結(jié)果及分析55-56
• 4.3.4 方案4聲學測試結(jié)果及分析56
• 4.3.5 方案5聲學測試結(jié)果及分析56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 節(jié)氣門嘯叫噪聲試驗研究58-67
• 5.1 噪聲機理及流場分析58-59
• 5.1.1 噪聲機理說明58
• 5.1.2 節(jié)氣門流場分析58-59
• 5.2 噪聲傳遞路徑與控制方式研究59-66
• 5.2.1 原始狀態(tài)測試60-62
• 5.2.2 脫開進氣管與節(jié)氣門連接測試62-63
• 5.2.3 節(jié)氣門體覆蓋吸音棉測試63-64
• 5.2.4 更換進氣歧管方案測試64-65
• 5.2.5 多孔介質(zhì)管方案測試65-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 全文總結(jié)與展望67-69
• 一、總結(jié)67
• 二、展望67-69
• 參考文獻69-72
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果72-73
• 致謝73-74
• 答辯委員會對論文的評定意見74

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本文編號：764695