柴油機沖壓氣缸蓋的振動和優化分析

柴油機沖壓氣缸蓋的振動和優化分析

汽車用戶對汽車需求不斷增加，這些需求包括燃油效率、成本、振動和噪聲等，尤其是對車內振動和噪聲的要求顯著增加。發動機在引發車內振動和噪聲方面起到重要作用，尤其是柴油機，其氣缸蓋振動產生強烈的輻射噪聲，通過空氣或相關連接裝置傳遞到車內，造成駕駛員緊張。通常氣缸蓋由鑄鐵和加強肋構成，通過增加氣缸蓋的質量和剛度，可減輕產生的振動，但這會增加氣缸蓋的制造成本，也不利于實現汽車輕量化。近些年，通過沖壓成形較薄的鋁合金或鋼鐵合金鋼板而制成柴油機氣缸蓋，實現了汽車輕量化。對此需要對柴油機沖壓氣缸蓋的振動噪聲進行分析和優化。

柴油機氣缸蓋能夠保證發動機密封，即使在高溫下也不會產生氣體泄漏。通過實例分析氣缸蓋的振動，選擇一個典型的鋁合金氣缸蓋，厚度3mm。通過對氣缸蓋的振型分析發現，與鑄鐵合金氣缸蓋相比，鋁合金氣缸蓋的振動顯著惡化，由此產生的輻射噪聲顯著增加。因而，考慮在鋁合金氣缸蓋上引入凹槽，凹槽內部填充橡膠原件，由此限制氣缸蓋產生的振動。為了使限制振動噪聲的效果達到最大，對凹槽的分布進行了優化。優化結果發現，不同深度和分布的凹槽對氣缸蓋振動的減輕大致相同，但對輻射噪聲的消減尤其是對高頻輻射噪聲的消減具有明顯差異。

Romualdo Ruotolo et al.

SAE 2016-01-1772.

編譯：李臣