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原文传递汽车燃油箱降噪的稳健设计优化

论文题名：	汽车燃油箱降噪的稳健设计优化
关键词：	汽车工程;燃油箱;数学模型;稳健设计;降噪模式;六西格玛
摘要：	随着汽车工业的不断发展，汽车上的振动与噪声问题日益受到关注。本文阐述一种鲜为人知的燃油箱低频噪声——燃油晃动噪声。汽车燃油箱是用来储存汽油供发动机燃烧的装置，一般由薄壁金属或塑料制造而成。燃油晃动噪声是在车辆行驶过程中，由于燃油在油箱当中晃动引起箱壁振动并传递到乘客舱内的噪声。在装备有新一代动力总成的某型乘用车上，这种噪声更为明显。由于这种扰人的燃油晃动噪声，该车型的销售受到一定影响。　　从实际需求出发，本文所研究的车型是一款商务车，与一般轿车的布置形式不同，该车的燃油箱的长边与行驶方向一致，这就导致了油箱内燃油的晃动行程增大，在车辆制动过程中，燃油所积聚的动能较一般轿车要大很多，从而使得液体撞击油箱壁面所产生的振动加大，因而引起明显的燃油晃动低频噪音。对于这个具体问题的解决，难点在于如何系统的分析问题，选取最佳的设计方案，以求平衡成本、性能和其他客户关注。而如何通过数学模型的提取、简化，通过实验设计进行稳健性优化，也是该问题的另一个难点。　　本文首先从噪声和振动的原理出发，详细分析了汽车燃油晃动噪声产生和传递的机理。在此基础上，从零部件设计到整车集成的不同角度提出了多种解决方案，从噪声的源头和传递路径上进行降噪处理。　　同时，本文引入了六西格玛设计的方法，利用稳健设计的理念，对该问题进行系统性的稳健设计优化。六西格玛设计(DFSS)是一种产品质量稳健设计的方法。它不是对现有产品或流程的改进，它是要求从产品或流程的设计初期就达到六西格玛的质量水平。六西格玛设计是从顾客需求出发，对新产品/新流程进行稳健设计、使产品/流程在低成本下实现六西格玛质量水平，满足顾客需求。　　运用六西格玛设计，I-D-D-O-V的流程（问题识别、需求定义、开发概念、优化设计、验证效果），来优化燃油晃动噪声，是要求一开始就从顾客需求出发，运用质量功能展开来分析顾客需求，在低成本的前提下设定合理的工程目标，然后开发概念，建立优化模型，设定控制因子和噪声干扰，对系统进行稳健评估，使整个系统在满足要求的同时，不受其他干扰因素的影响。　　DFSS设计流程环环相扣，一步接一步，目标就是要在低成本的前提下，最大限度的满足顾客需求。同时，开发出来的概念是稳健的，使其受其他干扰因素的影响最小，最后要验证设计，验证是否满足前期设定的目标，满足顾客需求。整个设计流程就是一个封闭的环，摆脱了以往设计过程中上下游的沟通不畅，不能很好的贯彻设计意图的弊端，造成很多设计浪费和增加成本。　　本次问题分析和解决的过程遵循了六西格玛设计的I-D-D-O-V五个阶段，期间利用了CAE作为分析工具，优化设计了油箱形面设计，最后的验证证明了此次优化的有效性。
作者：	董彧
专业：	工业工程
导师：	张建武;项党
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海交通大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文