活塞二阶运动对非道路高压共轨柴油机振动及噪声影响分析

摘要

活塞敲击是柴油机主要的振动和噪声源,其主要原因是活塞在其与缸套的间隙中做横向和偏摆的二阶运动,研究活塞设计参数对活塞二阶运动的影响,优化活塞动力学特性,对于发动机减振降噪有重要意义.以某型非道路四缸高压共轨柴油机为研究对象,建立了活塞动力学计算模型以及发动机多体动力学计算模型,通过对机体和曲轴的模态试验,验证了有限元模型的准确性;选择活塞销偏置量、活塞裙部中凸点位置、配缸间隙作为影响因素,基于正交设计方法,系统进行了活塞主要设计参数对活塞二阶运动以及发动机振动与噪声特性的影响.研究结果表明:在设计方案选取范围内,影响活塞倾斜角的主要因素是活塞销负偏置量;影响活塞径向位移最大的因素是活塞裙部中凸点高度;而影响活塞敲击能量、活塞敲击力、活塞所受扭矩以及摩擦平均有效压力最大的因素是活塞配缸间隙.活塞销偏置对发动机机体、齿轮室壳、油底壳振动影响最大.活塞销偏置对发动机机体、齿轮室壳、油底壳噪声影响最大.