某重卡进气系统噪声分析与控制研究

摘要

卡车作为一种极其重要的交通工具，主要用于货物运输，与经济、社会发展息息相关。由于卡车的工作环境恶劣，工作要求苛刻。通常会突显出一些声压级很高的驾驶室车内噪声，直接影响乘坐舒适性，严重时还会导致身体疲劳和不适，诱发交通事故。车内噪声来源复杂，控制起来具有一定的难度。通过对动力系统、排气系统等噪声进行控制，车内噪声得到了大大降低，而进气系统噪声成为车内噪声的关键来源。　　论文以理论分析为基础、CAE仿真与NVH试验为方法，对某重卡进气系统进行了设计与改进优化，改善了进气噪声，使车内噪声得到控制，主要研究内容如下:　　研究进气噪声特性以及其控制方法。从进气系统的组成结构和功能入手，介绍进气系统主要的噪声来源，并针对不同噪声的控制方法进行分析。　　结合有限元法对不同进气结构进行声学和空气动力学仿真验证，确定优化方案。对进气系统进行模态分析，发现结构模态密度较高，且部分频率与样车各噪声峰值频率相近，易发生共振。提出了两种结构优化方案，包括提高高位进气管刚度、优化进气流阻，并通过模态、传递损失、进气流阻等仿真分析进行对比，确定优化方案。　　基于实车测试排查对进气噪声进行识别和原因查找，对加扩张腔方案和结构刚度优化方案进行试验验证。噪声的控制一般在噪声源、传递路径、响应三个方面进行，根据工程实施可行性制定扩张腔和优化高位进气管刚度两个方案。通过在实车上对两种方案进行稳态及瞬态工况的测试对比，分析表明扩张腔方案能明显改善车内外噪声，优化高位进气管方案进而有效降低结构模态密度及共振风险，从而减少向车内噪声的辐射。　　以优化某重卡进气系统轰鸣声为出发点，通过仿真分析和试验测试，对进气系统提出合理的优化方案，降低进气噪声，达到对车内轰鸣声控制的目的，所提出的仿真与试验相结合，对结构设计进行优化，实现NVH目的的分析和控制方法，对国内重卡企业的NVH设计有较好的参考价值。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1论文研究的背景及意义

1．2进气噪声国内外研究现状

1．2．1国外研究概况

1．2．2国内研究概况

1．3本文研究的主要内容

第2章进气系统噪声特性及可控性分析

2．1进气系统概述

2．1．1进气系统的组成结构

2．1．1进气系统的功能作用

1．1．3进气系统NVH设计的约束因素

2．2进气系统噪声及其特性

2．2．1进气管口噪声

2．2．2增压器进气噪声

2．2．3进气管路辐射噪声

2．2．4进气结构传递噪声

2．3进气系统噪声可控性分析

2．3．1进气管口噪声的控制分析

2．3．2进气增压器噪声的控制分析

2．3．3进气管路辐射噪声的控制分析

2．3．4进气结构传递噪声的控制分析

2．4本章小结

第3章进气系统声学及空气动力学性能仿真

3．1进气系统结构特性分析

3．1．1 FEA模型的建立

3．1．2结构模态分析及结果

3．1．3声腔模态分析及结果

3．1．4高位进气管优化方案

3．2进气系统传递损失计算

3．2．1传递损失基本理论

3．2．2传递损失模型的建立

3．2．3传递损失分析及结果

3．3进气系统流阻特性CFD仿真分析

3．3．1计算流体动力学理论

3．3．2流场模型的建立

3．3．3流场分析及结果

3．4本章小结

第4章进气系统噪声识别及优化验证

4．1进气系统噪声识别

4．1．1试验设备简介

4．1．2进气系统噪声问题识别

4．2进气系统噪声优化设计

4．2．1车内轰鸣原因分析

4．2．2进气系统优化方案

4．2．3扩张消声器设计

4．2．4优化高位进气管刚度

4．3进气系统噪声优化方案验证

4．3．1试验方案

4．3．2扩张腔优化方案验证

4．3．3优化高位进气管刚度方案验证

4．4本章小结

第五章总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果

致谢