汽車動力總成NVH分析建模

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汽車動力總成NVH分析建模

缸內氣體壓力是動力系統的主要激勵源。氣缸內高峰值氣體壓力所產生的較高激振力傳遞到發動機缸體，從而產生較高的噪聲水平。缸內氣體壓力的變化會產生使聲音質量變差的激勵，較高的壓力上升速率會引起缸體縫隙內力的快速變化。為減小壓力上升速率，一般要犧牲燃油經濟性和動力性以使汽車動力總成NVH性能保持在可接受的范圍內。

曲軸支撐結構剛度的不足可能是產生不良噪聲的一個重要因素。承重梁由于軸承蓋之間存在較高的剛度，因此能夠提供良好的NVH特性。對于較大發動機，使用側向連接剛度較大的十字螺栓帽是提供良好NVH性能的解決方案。

對4缸直列式火花點火發動機的咆哮噪聲進行了分析研究。采用全動力系統的多體動力學模型，其包括全網狀的動力結構，該結構與特定的接頭和彈性流體動力軸承連接。通過建立模式合成將柔性體的自由度數減小到最低界限。對各種氣體壓力的校準、曲軸的設計和發動機低端配置進行了比較和評估。

研究結果顯示，曲軸和發動機底端耦合系統沒有軸向共振。在軸向試驗中，共振頻率為350Hz。通過阻尼器擺動，曲軸減振器-液力變矩器的模態分析顯示出兩種彎曲模式，且頻率約400Hz。最初認為，阻尼器擺動是引起共振峰的主要原因，但分析結果發現，阻尼器的擺動方式對曲軸振動的影響很小，曲軸前端振動對其影響較大。通過重新設計曲軸前端可提高軸承蓋在400Hz時的共振振幅。軸承蓋的固有頻率大于1000Hz，且大于產生咆哮噪聲的頻率。通過曲軸彎曲降低其振幅是改善聲音質量的關鍵。

Jeff Orzechowski et al. SAE 2013-01-1875.

編譯：王維