中小功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)振聲源識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、中小功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)中占有重要地位，具有產(chǎn)銷量大和配套面廣的特點(diǎn)，而振動(dòng)和噪聲是影響其推廣應(yīng)用的最主要因素之一。隨著中小功率柴油機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的輕量化，功率和轉(zhuǎn)速在不斷提高，振動(dòng)和噪聲問題卻日趨突出，減小柴油機(jī)振動(dòng)和降低柴油機(jī)噪聲，滿足用戶需求，已成為中小型柴油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)新形勢(shì)下的迫切任務(wù)。要有效地控制柴油機(jī)的振動(dòng)和噪聲，首先必須對(duì)柴油機(jī)主要的振動(dòng)與噪聲源進(jìn)行準(zhǔn)確地識(shí)別。因此，開展中小功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)振聲源識(shí)別技術(shù)的研究對(duì)柴油機(jī)

2、振動(dòng)與噪聲控制具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。
　　通過總結(jié)分析不同的識(shí)別技術(shù)，本文對(duì)中小功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲源、內(nèi)部激勵(lì)噪聲源、動(dòng)力總成異振源和異響源以及動(dòng)力總成異振和異響的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有特性進(jìn)行了系統(tǒng)的識(shí)別研究。本文研究的主要內(nèi)容歸納如下：
　　(1)建立了近場(chǎng)聲壓與表面振速聯(lián)合信息法，綜合了近場(chǎng)聲壓陣面掃描法和基于平板理想化的表面振速法的識(shí)別優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行了某單缸柴油機(jī)的表面輻射噪聲源識(shí)別的聯(lián)合信息法研究。首先，利

3、用近場(chǎng)聲壓陣面掃描快速定位了標(biāo)定工況下主要輻射表面的主要輻射部件；再基于平板結(jié)構(gòu)的輻射模型，研究分析了主要輻射部件的聲輻射能力；然后，在綜合考慮聲輻射系數(shù)影響因素基礎(chǔ)上，識(shí)別分析了主要輻射部件的聲振特性，與傳統(tǒng)方法相比提高了識(shí)別精度；再結(jié)合隔聲法深入地識(shí)別了主要輻射部件結(jié)構(gòu)噪聲中的主要噪聲源；最后，對(duì)建立方法識(shí)別結(jié)果進(jìn)行了降噪試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　(2)提出了JWSmICA的四階累積量技術(shù)，新技術(shù)融合了單缸熄火試驗(yàn)法、基于獨(dú)立分量分析的

4、盲分離技術(shù)以及連續(xù)小波變換的譜分析技術(shù)的識(shí)別優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行了某V型雙缸柴油機(jī)內(nèi)部激勵(lì)噪聲源的識(shí)別研究。首先，利用單缸熄火法分離了不同工況下燃燒噪聲和機(jī)械噪聲，識(shí)別分析了在工作工況下燃燒噪聲和機(jī)械噪聲的輻射頻譜特性；然后，在識(shí)別燃燒噪聲和機(jī)械噪聲的主要傳遞路徑基礎(chǔ)上，盲分離了燃燒激勵(lì)響應(yīng)和機(jī)械激勵(lì)響應(yīng)，結(jié)合單缸熄火與ICA識(shí)別結(jié)果，找到了主要機(jī)械激勵(lì)源與燃燒激勵(lì)源；再進(jìn)一步建立了主要激勵(lì)源響應(yīng)與內(nèi)部激勵(lì)噪聲源的雙輸入單輸出模型，研究了兩者之間

5、在時(shí)頻空間的相關(guān)特性；最后，對(duì)提出新技術(shù)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行了內(nèi)部激勵(lì)噪聲源控制試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　(3)發(fā)展了一種改進(jìn)的HHT新技術(shù)，新技術(shù)以EMD方法的改進(jìn)方法EEMD方法為核心，其中包括參數(shù)獲取及二次后處理方法，進(jìn)行了某SUV車柴油機(jī)動(dòng)力總成異振源以及某叉車柴油機(jī)動(dòng)力總成前端異響源的識(shí)別研究。首先，基于加入白噪聲的自適應(yīng)準(zhǔn)則和時(shí)延相關(guān)的相似系數(shù)判別準(zhǔn)則，對(duì)操縱手柄在整車加速和等速工況下的異振信號(hào)以及齒輪室總成在柴油機(jī)等速工況下的異響信號(hào)

6、進(jìn)行了EEMD自適應(yīng)分解，降低了模式混疊對(duì)分解的影響，獲得了異常信號(hào)的主要本征模分量；然后，利用希爾伯特譜分析方法提取了主要本征模分量的時(shí)頻局部化特征，提高了時(shí)間和頻率分辨率，有效地識(shí)別了異振源和異響源；最后，通過整車定置激振試驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)的HHT新技術(shù)識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　(4)給出了改進(jìn)脈沖激振法與有限元計(jì)算模態(tài)分析法相結(jié)合的方法，其中改進(jìn)脈沖激振法通過利用變時(shí)基技術(shù)提高了激勵(lì)力脈沖信號(hào)測(cè)量精度，從而提高了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析精度。

7、應(yīng)用給出方法進(jìn)行了不同條件下柴油機(jī)動(dòng)力總成的固有特性識(shí)別研究，在識(shí)別其薄弱環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上并進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，消除了異振源。采用基于試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法進(jìn)行了裝配叉車齒輪室總成的固有特性識(shí)別研究，分析比較了基本型齒輪室總成與裝配叉車齒輪室總成的固有特性，在識(shí)別其薄弱環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，消除了異響源。
　　綜上所述，本文較系統(tǒng)地研究了中小功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)振聲源識(shí)別技術(shù)，研究結(jié)果有利于完善柴油機(jī)振聲源識(shí)別技術(shù)，有利于指導(dǎo)柴油機(jī)的低噪