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发动机配气机构振动噪声仿真研究
| 论文题名： | 发动机配气机构振动噪声仿真研究 |
| 关键词： | 发动机;配气机构;凸轮型线;振动噪声;边界元法 |
| 摘要： | 近年来，发动机作为传统车辆的主要动力源，正向轻量化、高转速和低噪声方向快速发展。配气机构既是发动机正常工作的核心机构之一，也是高速发动机产生振动噪声的主要噪声源，其振动噪声问题越来越受关注。因此，有必要在设计阶段开展配气机构振动噪声仿真研究，为发动机低噪声设计提供理论指导，缩短设计开发周期，降低成本。 本文以顶置凸轮轴式配气机构发动机为研究对象，利用AVL EXCITE TD平台分析配气机构运动学和动力学特性，采用有限元与边界元相结合的方法，分析发动机结构振动，研究配气机构引起发动机表面辐射噪声。 配气机构激振力主要有气门落座力、气门弹簧力、凸轮轴轴承力、摇臂敲击气门杆的激励力以及凸轮与摇臂接触应力等。根据噪声产生方式将配气机构振动噪声分为两大类，一类是由零部件接触碰撞或摩擦产生的直接空气噪声，一类则是由激振力激励发动机振动向外辐射的噪声。利用AVL EXCITE TD软件搭建配气机构多质量运动学动力学模型，对进排气凸轮型线进行评价，分析其在低转速1500RPM时的运动学规律，并分析配气机构在4000RPM、5000RPM、6000PM三种转速下的动力学特性，获取凸轮轴力、摇臂轴力及气门落座力三个主要激振力。适当简化发动机结构体并建立有限元模型，利用Optistruct求解器进行发动机约束模态分析，分析研究发动机前20阶自然频率和模态振型。将凸轮轴力、摇臂轴力和气门落座力经FFT变换到频域，以不同组合的形式分别施加在缸头上，分析发动机结构的振动特性，并提取各载荷组合下的发动机表面振动速度。最后，以发动机表面振动速度为边界条件，利用边界元法进行结构噪声辐射仿真，计算辐射噪声声功率和辐射效率，通过分析找出主要辐射频段，分离该频段内各激振力引起的辐射噪声，并结合声强云图找出主要噪声辐射源，为低噪声结构设计提供理论指导。 |
| 作者： | 周晓斌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨诚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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