小排量汽油发动机机体减振降噪研究

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小排量汽油发动机是一类应用广泛的动力设备,但由于多为单缸结构,产生的振动噪声非常明显,减振降噪研究尤为重要。该课题结合企业产品开发的实际,对某型号小排量汽油发动机的机体,从振动噪声的产生机理、传播特性等角度进行了结构优化。(1)分析了发动机机体振动噪声的产生机理。针对某款特定的小排量汽油发动机,通过AVL系列软件建立了曲柄连杆机构动力学模型、配气机构动力学模型和气缸侧敲动力学模型,分析了机体主要振动噪声源的频谱特性与传播途径,确定了振动噪声源的有效频段。(2)对机体主要零部件(缸盖、缸体、侧盖)进行了模态分析根据实际测试的数据建立了机体有限元模型,从实验分析、仿真分析两个角度确定了机体主要零部件的振动模态,对需要优化的部位采用设置加强筋、加厚平面、平面改曲面等方法进行了优化。(3)对优化了的机体主要零部件,通过仿真分析的方法预测了减振降噪效果。研究表明:机体不同部位的振动噪声源主要频段不同,但基本上处在0~3000Hz范围内;组成机体的零部件中侧盖的模态频率比较低,在振动噪声源有效频段内存在多个模态,发动机正常工作时容易发生共振现象,是辐射噪声的主要表面,需要进行结构优化;优化后的预测结果表明结构优化是合理的,机体侧盖表面辐射的噪声强度明显降低了。
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