柴油机活塞拍击振动噪声分析

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1、声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：；逛塑坠日期：垄!!!：!：Z关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许

2、学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。．签名：——毽坠日期：翌丝：!：竺导师签名：日期：盘丝：≤：厶太原理工大学硕士研究生学位论文柴油机活塞拍击振动噪声分析摘要随着汽车产业的发展，NvH已经成为评价汽车性能的最重要的技术指标。车辆噪声的主要激励源就是内燃机振动，活塞拍击力作为发动机振动的主要激励源之一，其引发的振动噪声是仅次于燃烧噪声的最严重的机械噪声。活塞与缸套周期性的撞击产生的振动完全处于气缸内部，很难通

3、过实验方法进行精确测量，因此通过软件建模仿真来研究活塞的拍击机理，实现对其引发的振动和噪声的定量描述，对于降低内燃机振动噪声和减少车辆噪声污染具有非常重要的意义。本文以LDlll0型柴油机为研究对象，对活塞拍击振动噪声进行了深入的研究，为柴油机的降噪提供了一定的理论依据。本文的主要研究内容如下：(1)对柴油机示功图的每个阶段进行研究，通过MATLAB编程和相关参数的设置，模拟出一条示功图曲线。结果表明，通过软件模拟示功图要比实验更加地高效和经济。(2)对活塞的运动及其受力进行详细分析，通过MATLAB编程建立数学模

4、型。通过ADAMS的振动模块建立了活塞系统运动的刚性体模型，为了降低运算量提高效率，模型中忽略了活塞环和油膜的作用。最后将数学模型和仿真模型的计算结果进行对比，证明了仿真模型的准确性。(3)在对机体适当简化的基础上，通过ANSYS软件创建了机体有限元模型，并对其分别进行了自由和约束的模态分析，初步了解了机体的动态特性。从分析结果可以看出，机体变形大的位置基本都是结构简单、刚度T太原理工大学硕士研究生学位论文较低的位置，因此可以通过适当增大结构的刚度来减小振动。(4)把活塞拍击的计算结果施加到ANSYS中的有限元模型

5、上，通过瞬态动力学计算，研究在拍击载荷的作用下机体的响应情况。瞬态分析表明，在机体振动的稳态响应中，主要是机体的左、右和上表面节点在y轴方向的振动所引发。(5)在ACTRAN中建立声学有限元模型。声学模型是一个球体包裹着机体的结构，但机体部分是掏空的。球体内表面作为机体噪声的激励面，球体是有限元部分，球体外表面是有限元和无限元的分界面，然后根据振动计算的分析结果设置相应的噪声测量点。结果表明噪声会在两个频段的激励处出现峰值，因此为了降低噪声，应该尽量消除该频段的激励。最后研究了不同转速下机体的辐射噪声，然后对降低上

6、支撑定位带刚度条件下的拍击进行了振动噪声的分析，表明适当的降低刚度可以有效地控制活塞的拍击振动噪声。关键词：柴油机，示功图，振动噪声，有限元法，声学分析太原理工大学硕士研究生学位论文THEVIBRATION．NOISEANAIYSIS0FDIESELPISToNSLAPABS嗽CT姗ththedevelopmentofmeautomobileindus咄NVHhasbecomeoneofthemostimportamtechnicali工ldicators．Theintemalcombustionengmevibr

7、ationisthemainexcitationofvehiclenoise．Pistonslapforceisoneofmeenginevibrationexcitationsources，whichinducednoiseist11ebiggestmechanicalnoisethatisonlysmaller廿1ancombustionnoise．TheVibrationgeneratedbymeimpactofthepistona芏1dcylinderperiodicallyisentirelyinthei

8、ntemalcylinder，whichisdimculttomeasureaccuratelybymetestmethod．ItisofgreatsigniflcallceforreducingengineVibration-noiseandVehiclenoisepollution缸ou曲so胁aremodel啦andsimulationwmchcanr