發(fā)動機進氣歧管NVH性能分析與優(yōu)化

1、汽油發(fā)動機進氣歧管NVH性能分析與優(yōu)化技術(shù)創(chuàng)新，變革未來 目錄目 錄ONTENTS公司介紹問題背景有限元模型模態(tài)分析及優(yōu)化1234C8動剛度分析及優(yōu)化輻射噪聲分析及優(yōu)化模態(tài)試驗總結(jié)567二、問題背景塑料進氣歧管比鋁進氣歧管重量減輕50%以上，發(fā)動機動力性得到5%10%的提升，經(jīng)濟性和排放性也 有相當(dāng)改善,材料和制造成本都可得到降低。近年來，國內(nèi)外相關(guān)研究學(xué)者對進氣歧管的研究大部分僅限于流體動力學(xué)分析，而對塑料進氣歧管的NVH問題分析不夠全面?；谶@樣的研究現(xiàn)狀，本文將以某汽油機項目為例，從模態(tài)、頻響及輻射噪聲三個方面進行仿真分析， 提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議。并通過模態(tài)試驗驗證仿真模型的準(zhǔn)確性。鋁進氣歧

2、管結(jié)構(gòu)塑料進氣歧管結(jié)構(gòu) 三、有限元模型使用有限元前處理軟件對某發(fā)動機進氣 歧管進行實體網(wǎng)格劃分，單元類型采用二階 四面體單元。模型包括曲軸箱通風(fēng)結(jié)構(gòu)，節(jié)氣門閥體， 進氣歧管上片，進氣歧管下片等。其中，進 氣歧管上下片實際是通過摩擦焊焊在一起， 仿真中用共節(jié)點進行連接。節(jié)氣門閥體則簡 化為一個質(zhì)點。在材料庫中選取各部件對應(yīng)的彈性模量、 泊松比、密度等參數(shù)。實際工況中，進氣歧管通過螺栓與缸體 缸蓋連接，本文將通過Cbar來模擬。進氣歧管有限元模型四、模態(tài)分析及優(yōu)化階數(shù)第一階第二階第三階原狀態(tài)進氣歧管頻率（Hz）125150212優(yōu)化后進氣歧管頻率（Hz）185241372優(yōu)化措施增加壁厚；優(yōu)化支架

3、；在節(jié)氣門安裝位置附近加筋；將進氣歧管表面筋結(jié)構(gòu)由橫豎筋改成蜂窩狀。原狀態(tài)進氣歧管第一階 模態(tài)振型f=125Hz優(yōu)化后進氣歧管第一階 模態(tài)振型f=185Hz進氣歧管前三階約束模態(tài)頻率小結(jié)：優(yōu)化后進氣歧管第一階模態(tài)從125Hz提高到185Hz，效果明顯 五、模態(tài)試驗階次進氣歧管（仿真）進氣歧管（試驗）誤差一階（Hz）1851765.1%二階（Hz）2412638.4%三階（Hz）3723564.5%進氣歧管模態(tài)頻率對比第一階仿真模態(tài)第二階仿真模態(tài)第三階仿真模態(tài)第一階試驗?zāi)B(tài)第二階試驗?zāi)B(tài)第三階試驗?zāi)B(tài)進氣歧管模態(tài)試驗圖小結(jié)：仿真結(jié)果與試驗結(jié)果誤差滿足 工程技術(shù)要求，振型基本一致，說明所建 立的進

4、氣歧管有限元模型較準(zhǔn)確，可以作 為后續(xù)分析的基礎(chǔ)模型。 六、動剛度分析及優(yōu)化進氣歧管頻響分析上片測點進氣歧管頻響分析下片測點進氣歧管上、下片測點動剛度從圖中可以看出， 上片測點6、9、15、18 的動剛度較差；下片測 點7 、15 、16 、17 、18 的動剛度均較差。所以 這些點是動剛度優(yōu)化的主要針對對象。進氣歧管上片優(yōu)化前后IPI動剛度對比圖進氣岐管下片優(yōu)化前后IPI動剛度對比圖小結(jié)：從圖9中可以看出，優(yōu)化后進氣歧管 上片的IPI動剛度波動較小，基本處于1500-2000 之間，特別是對測點6-9、15、18，優(yōu)化前其IPI 動剛度低于1000，優(yōu)化后基本提高到1500左右。 從圖10可

5、以看出，優(yōu)化后進氣歧管下片大部分測 點IPI動剛度有不同程度提高，特別是點15-18， 提高較大，對減少該處輻射噪聲有明顯效果。 七、輻射噪聲分析及優(yōu)化進氣歧管輻射噪聲計算模型原狀態(tài)進氣歧管1m聲壓級類型原狀態(tài)優(yōu)化后優(yōu)化前-優(yōu)化后上側(cè)（dBA）87.6987.460.23下側(cè)（dBA）88.2387.370.86前側(cè)（dBA）83.1682.710.45小結(jié)：從表中可以看出，進氣歧管三 個面的聲壓級均有不同程度降低，其中下 側(cè)降低最大， 達到0.86dBA， 前側(cè)降低了0.45dBA，上側(cè)降低了0.23dBA。進氣歧管優(yōu)化前后輻射噪聲對比 八、總結(jié)通過對進氣歧管進行模態(tài)、頻響及輻射噪聲仿真分析，再對模型進行優(yōu)化再 分析得到以下結(jié)論：通過模態(tài)優(yōu)化，進氣歧管約束模態(tài)的第一階固有頻率從125Hz提高到185Hz。 其中，壁厚、支架固定位置及支架螺栓間距對模態(tài)影響較大。通過頻響分析，成功找到進氣歧管動剛度薄弱位置，并通過優(yōu)化，使得大部分 點IPI提高到1500以上。通過輻射噪聲分析，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化前后進氣歧管上側(cè)、下側(cè)及前側(cè)輻射噪聲分別降 低0.23dBA，0.86dBA、0.45dBA。通過仿真分析的