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汽车发动机隔振减噪技术的研究

作　者: 毛剑峰
导　师: 黄海波
学　校: 西华大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 噪声振动模态分析刚度液压悬置非线性模型
分类号: U464
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

汽车NVH性能不仅是汽车舒适性指标,更是发动机质量品质的综合体现。解决发动机的噪声污染已经成为发动机工业发展的最具挑战性的问题之一。然而,国内正面临对NVH技术的强烈需求与储备不足之间的矛盾。本文通过理论、实验以及虚拟设计等多种方法对发动机噪声与振动控制技术进行了深入细致的研究。这篇论文从两个方面研究了发动机机械振动噪声的隔振和降噪技术:第一、把发动机悬置作为一个研究对象,其中包括橡胶悬置与被动液压悬置,分析了各种影响发动机悬置动态特性的因素。论文用实验研究方法研究了橡胶悬置的频域响应特性及动刚度。橡胶悬置的仿真计算结果给悬置的设计与特性改进指明了一个清晰的方向。通过合理的设计悬置结构,可以得到良好的受拉、受压、受剪特性,使橡胶悬置的隔振传递率衰减为0.1左右。由于越来越严的舒适性与平顺性等要求,加上顾客的挑剔等因素。这使得发动机机内降噪减振出现了一个发展瓶颈。所以,论文更深一步讨论了机外的三种被动液压悬置(纯阻尼孔式、浮动解耦盘式、直动解耦盘式)的不同动特性。对这三种液压悬置的动态特性的研究,采用了实验与理论研究结合的方法。对比分析了三种被动液压悬置在低频段(0~50Hz)和高频段(50Hz~250Hz)所表现出的不同的动刚度和相位滞后角的特性。分析表明纯阻尼孔式有最大的动刚度,浮动解耦盘式的动刚度在低频段增加得比纯阻尼式和直动解耦盘式迅速,直动解耦盘式的动刚度低频“硬化”和高频“软化”特征是三种悬置中最明显的。第二、发动机机内NVH特性的优化与改进是论文的另外重要的研究内容。作为发动机机械振动噪声主要声源之一的油底壳具有振动强烈、噪声辐射面积大等特点。根据发动机的NVH摸底实验分析结果报告表明,油底壳分别对总体噪声水平贡献率很高,可以推断油底壳的振动噪声具有很大的改进潜力。通过LMS.virture.lab软件可建立油底壳的模态分析模型,然后用LMS.lab.test实验测试系统对油底壳进行模态的实验测试。两款油底壳的模态分析内容包括模态振型、模态阻尼、模态频率。从模态振型图与传递函数分析上得到了两款油底壳各自在振动与噪声辐射异常区域。以此为基础来改进油底壳,获得了明显的成效。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 研究内燃机减振降噪的紧迫性与意义  9-10
  1.2 国内外内燃机噪声与振动的研究状况  10-14
    1.2.1 国外内燃机噪声与振动的研究状况  10-12
    1.2.2 国内内燃机噪声与振动的研究状况  12-14
  1.3 国内外发动机最新噪声技术研究进展  14-16
    1.3.1 国外发动机减振降噪技术研究进展  14-15
    1.3.2 国内发动机减振降噪研究情况  15-16
  1.4 国内外发动机机内噪声分布与其在整车中情况  16-18
  1.5 发动机振动与噪声的产生的机理  18-19
  1.6 本论文工作的重点研究内容  19-21
2 被动液压悬置模型动态特性对比分析  21-35
  2.1 被动液压悬置的分类与结构  21-22
  2.2 三种模型的基本假设  22-23
  2.3 模型的主要参数识别装置及方法  23-27
    2.3.1 识别等效活塞面积与体积柔度  25-26
    2.3.2 惯性通道参数识别与解耦盘参数识别  26-27
    2.3.3 橡胶弹簧动刚度识别  27
  2.4 三种模型动态特性的对比分析  27-34
  2.5 本章小结  34-35
3 发动机橡胶悬置动态特性研究  35-50
  3.1 橡胶悬置的优点与研究思路  35
  3.2 发动机悬置的数学与物理模型  35-36
  3.3 悬置系统的布置方式  36-37
  3.4 橡胶悬置试验研究  37-41
    3.4.1 实验方法、对象、条件  38-39
    3.4.2 评价指标  39-40
    3.4.3 测试结果及其分析  40-41
  3.5 发动机橡胶悬置的隔振设计  41-45
    3.5.1 隔振设计的总原则  41-42
    3.5.2 橡胶悬置的基本结构  42-43
    3.5.3 橡胶材料的动力特性及描述参数  43-45
  3.6 发动机橡胶悬置的仿真计算  45-48
  3.7 改进后的橡胶悬置的测试结果  48-50
4 油底壳的模态实验与结构改进  50-65
  4.1 油底壳振动与噪声的影响因素分析  50
  4.2 油底壳的动态分析  50-53
    4.2.1 理论与问题背景概述  50-51
    4.2.2 试验方法及内容  51-53
  4.3 油底壳模态实验结果分析与结构改进  53-64
    4.3.1 机体结构特性  53-62
    4.3.2 油底壳结构改进前后的模态数据比对  62
    4.3.3 油底壳结构改进及噪声控制措施  62-63
    4.3.4 油底壳结构改进后的声学验证  63-64
  4.4 本章小结  64-65
5 全文总结与展望  65-68
  5.1 全文总结  65-66
  5.2 全文展望  66-68
参考文献  68-70
攻读硕士学位期间学术论文及科研情况  70-71
致谢  71-72

汽车发动机隔振减噪技术的研究

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