摩托车发动机敲缸噪声辐射仿真研究

摘要

当前,随着客户对车辆性能要求的提高,以及各项排放法规的日益严格,车辆的振动、噪声问题正变得日益突出。摩托车发动机敲缸辐射噪声这一问题已成为消费者抱怨摩托车产品品质的一个方面,并已受到各摩托车厂商的关注。随着计算机技术的发展,在发动机设计阶段对活塞敲缸噪声辐射水平及辐射位置进行了解已成为可能。这为设计噪声合理水平的发动机及结构减振降噪指明了方向。
　　基于计算机数值模拟活塞敲缸噪声的方法目前主要有有限元法、边界元法等。本文以某型摩托车发动机为研究对象,综合运用有限元法、边界元法对该型发动机活塞敲击噪声进行了仿真预测。
　　噪声辐射由振动产生,而振动来源于缸内激励。基于准确的激励力,才能得到较为准确的敲缸辐射噪声。首先,本文围绕获取敲缸激励力,对敲缸激励力仿真模拟进行了较为细致的说明,获得了活塞敲缸激励状态与敲缸激励力。然后,建立发动机三维模型及有限元模型。通过模态分析,获得了发动机较为敏感的模态频率;得到了各模态下振型所影响的发动机区域。另外,将仿真得到的活塞敲击激励力转换到频域加载,进行发动机的频率响应计算,得到了发动机振动速度频谱。最后,建立了发动机外表面边界元网格,以频率响应计算结果作为边界条件进行了发动机敲缸噪声仿真计算,得到发动机噪声级水平、辐射效率、噪声来源区域。
　　运用CAD/CAE技术手段,对敲缸激励噪声进行仿真模拟可在发动机设计阶段就预知噪声辐射情况,无需频繁地试制试验。并可根据产品噪声控制目标,合理设计部件结构,指导降噪方向。