小排量汽油发动机机体减振降噪研究

摘要

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。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外研究现状及趋势

1．3 研究内容与技术路线

第二章 机体振动噪声产生机理研究

2．1 机体的主要结构

2．2 机体振动噪声的形成

2．3 机体振动噪声的传播

2．4 机体减振降噪的主要措施

2．5 小结

第三章 机体振动噪声源仿真分析

3．1 相关软件的选用

3．2 机体缸盖振动噪声源仿真及分析

3．2．1 缸盖振动噪声源虚拟仿真

3．2．2 缸盖振动噪声源仿真结果分析

3．3 机体缸体振动噪声源仿真及分析

3．3．1 缸体振动噪声源虚拟仿真

3．3．2 缸体振动噪声源仿真结果分析

3．4 机体侧盖振动噪声源仿真及分析

3．4．1 侧盖振动噪声源仿真前处理

3．4．2 侧盖振动噪声源虚拟仿真

3．4．3 侧盖振动噪声源仿真结果分析

3．5 小结

第四章 机体振动模态分析

4．1 分析的基础理论

4．1．1 有限元基础理论

4．1．2 模态分析基础理论

4．2 机体有限元模型的建立

4．2．1 缸盖有限元模型

4．2．2 缸体有限元模型

4．2．3 侧盖有限元模型

4．3 机体振动模态的仿真分析

4．3．1 缸盖振动模态仿真分析

4．3．2 缸体振动模态仿真分析

4．3．3 侧盖振动模态仿真分析

4．4 机体振动模态的实验分析

4．4．1 实验装置及测量分析系统

4．4．2 实验主要步骤

4．4．3 实验结果及分析

4．5 小结

第五章 机体结构振动优化

5．1 发动机机体结构优化

5．1．1 机体侧盖的结构优化

5．1．2 机体其它结构件的结构优化

5．2 机体减振降噪效果预测及分析

5．2．1 减振与降噪的关系

5．2．2 机体减振效果预测

5．2．3 机体降噪效果预测

5．3 小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果