基于主分量分析柴油机噪声源识别及降噪研究

摘要

噪声水平是工程机械的一个重要性能指标。对于以柴油机为动力的履带式液压挖掘机而言，柴油机是挖掘机的最主要噪声源。因此，开展小型液压挖掘机柴油机的噪声特性研究有着重要的理论意义和工程实用价值。本文针对SWE50G3小型液压挖掘机用4B2-38M34柴油机进行了噪声源识别和降噪研究。
　　 首先，采用声学照相机对4B2-38M34型柴油机在不同转速下的噪声进行了测试和采集，对噪声源区域、噪声级别和噪声的频域幅值图进行了分析。将采集到的噪声信号进行主分量分析，分离出主要噪声信号。
　　 其次，在Pro/E中对柴油机主要零部件进行了三维实体建模，导入ANSYS Workbench中进行了模态分析，从而确定表面零部件的主要噪声辐射点及共振频率。将主分量分析的结果与模态分析的结果进行比较，确定出主要噪声源。
　　 然后，运用声强法对柴油机噪声进行了测试，通过三维声强图分析噪声源区域，验证了本文提出的噪声源识别方法的正确性。
　　 最后提出了对挖掘机柴油机的改进意见，采用增加加强筋的方式提高了油底壳、缸体、飞轮壳和气缸盖刚度;修改了燃烧室的尺寸，改善燃烧和排放;在曲轴上装配了一种扭振减振器，减小激振力向柴油机表面传播。改善柴油机后发现整体噪声降低了2.1 dB(A)。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 柴油机噪声产生原理及其分类

1．2．1 柴油机噪声产生的原因

1．2．2 柴油机噪声的分类

1．3 国内外柴油机噪声源识别研究现状

1．4 噪声源识别实验方法

1．5 柴油机噪声源识别的现代分析技术

1．6 挖掘机柴油机噪声源识别方案

1．7 论文研究的主要内容

第二章 挖掘机柴油机噪声信号分析

2．1 挖掘机柴油机噪声信号特点

2．2 盲源分离

2．3 主分量分析

2．3．1 主分量分析基本原理

2．3．2 主分量分析的算法

2．4 挖掘机柴油机噪声测量

2．4．1 噪声测量设备的选取

2．4．2 声学照相机声源定位原理

2．4．3 噪声信号测量试验过程

2．5 挖掘机柴油机噪声试验结果及分析

2．6 本章小结

第三章 柴油机零部件有限元振型模态分析

3．1 有限元模态分析的基本理论

3．2 柴油机零部件三维建模

3．3 柴油机油底壳模态分析

3．4 其余柴油机零部件振型模态分析

3．4．1 缸体主要振型模态分析

3．4．2 气门室罩主要振型模态分析

3．4．3 缸盖主要振型模态分析

3．4．4 齿轮室主要振型模态分析

3．4．5 齿轮室盖主要振型模态分析

3．4．6 进气管主要振型模态分析

3．4．7 排气管主要振型模态分析

3．5 确定主要噪声源

3．6 本章小结

第四章 挖掘机柴油机噪声声强成像分析

4．1 声强测试原理

4．2 声强测试试验

4．2．1 声强测试主要设备

4．2．2 声强测试测点布置

4．2．3 声强测试试验步骤

4．3 测试结果及其分析

4．4 本章小结

第五章 柴油机降噪研究

5．1 燃烧室优化

5．2 油底壳结构优化

5．2．1 油底壳优化措施及评价

5．2．2 油底壳优化措施的实验验证

5．3 扭振减振器

5．3．1 扭振减振器基本参数设计

5．3．2 加装扭振减振器后噪声实验验证

5．4 噪声测试

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要研究成果