YC6113柴油機(jī)噪聲源識別及薄壁件低噪聲結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、動力機(jī)械的輻射噪聲取決于結(jié)構(gòu)表面振動，通過控制振動來降低輻射噪聲是機(jī)械工程師長期追求的目標(biāo)。本文以YC6113柴油機(jī)為研究對象，對柴油機(jī)輻射噪聲進(jìn)行了全面系統(tǒng)的理論分析和試驗(yàn)研究。其主要研究內(nèi)容和成果如下： 首先在外特性下測試了發(fā)動機(jī)的整機(jī)噪聲聲壓級，計(jì)算得到了聲功率級。結(jié)果表明：在標(biāo)定工況發(fā)動機(jī)的整機(jī)噪聲聲壓級達(dá)到了97.21 dB(A)。測量結(jié)果表明：齒輪室面的噪聲聲壓級明顯高于其他測點(diǎn)，對整機(jī)噪聲聲功率級貢獻(xiàn)最大；其次是進(jìn)

2、氣側(cè)、排氣側(cè)和頂面；飛輪側(cè)的噪聲值最低，對整機(jī)噪聲的貢獻(xiàn)最小。其次利用全聲息技術(shù)和屏蔽消元法對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣側(cè)、排氣側(cè)、齒輪室側(cè)以及頂面進(jìn)行噪聲源識別的測試，找出各個噪聲輻射面噪聲較大的地方。結(jié)果表明油底殼、齒輪室蓋板以及缸蓋罩等零部件輻射的噪聲較大。針對油底殼、齒輪室蓋板以及缸蓋罩等薄壁零部件輻射噪聲較大的試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)用有限元法對上述三薄壁零部件進(jìn)行了模態(tài)計(jì)算和低噪聲結(jié)構(gòu)優(yōu)化。缸蓋罩的模態(tài)計(jì)算表明其第四階固有頻率發(fā)生共振；因齒輪室蓋板設(shè)計(jì)

3、空間的限制，采用加筋和增加凸臺的優(yōu)化方案，優(yōu)化后固有頻率提高不多；對齒輪室蓋板采用屏蔽措施。臺架試驗(yàn)結(jié)果表明，屏蔽齒輪室蓋板后發(fā)動機(jī)前端和整機(jī)噪聲聲壓級在標(biāo)定工況分別下降了1.40dB(A)和1.31dB(A)。油底殼模態(tài)計(jì)算表明，油底殼模態(tài)密集，整體剛度小；油底殼深底面、油底殼淺底面、油底殼側(cè)面、油底殼淺底面以及連接深底面和淺底面的中間位置局部振動比較強(qiáng)烈。對上述四個部位采用增加沖壓槽的優(yōu)化方案，優(yōu)化后一階固有頻率增加了17.4Hz，

4、其它階固有頻率都有所增加。考慮到汽車在行駛中機(jī)油液面變化不能太大，油底殼增加了一塊擋油板，并對擋油板進(jìn)行低噪聲結(jié)構(gòu)優(yōu)化。增加擋油板后固有頻率進(jìn)一步提高。試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化油底殼后柴油機(jī)在外特性轉(zhuǎn)速下整機(jī)噪聲聲壓級最大下降了0.56 dB(A)。缸蓋罩模態(tài)計(jì)算表明缸蓋罩頂板的局部振動強(qiáng)烈，剛度最差，并且第八階固有頻率發(fā)生了共振。對項(xiàng)板處采取了增加筋的寬度和筋的個數(shù)，并在頂板處增加迷宮蓋板。增加筋的寬度和條數(shù)后固有頻率有所提高；增加迷宮蓋板