型发动机配气机构的噪声分析

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1、第30卷第9期重庆大学学报(自然科学版)V01．30No．92007年9月JournalofChongqingUniversity(NaturalScienceEdition)Sep．2007文章编号：1000—582X(2007)09—0005—04125型发动机配气机构的噪声分析罗虹，夏铁权，胡加强，王攀(重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400030)摘要：为了研究发动机配气机构的噪声机理及其影响因素，进行了某125型发动机配气机构的噪声分离实验，实验结果揭示出其主要噪声由摇臂与气门杆敲击、气门落座撞击产生。通过进一步对配气机构进行运动学和动力学仿真模型

2、的建立与计算，分析出配气机构摇臂敲击力和气门落座加速度的产生主要与配气机构的凸轮缓冲段升程、凸轮缓冲段包角以及凸轮缓冲段加速段系数等参数有关，合理的选择凸轮参数，有利于降低配气机构摇臂敲击力和气门落座加速度，从而降低配气机构的噪声和提高配气机构的平稳性。关键词：配气机构噪声；摇臂敲击；气门落座；仿真分析中图分类号：U483文献标志码：A配气机构作为发动机的组成部分，也是主要的噪配气机构气门落座冲击噪声、摇臂敲击噪声、凸轮表面声源之一。研究配气机构的噪声产生机理及其影响因摩擦振动噪声、正时齿轮啮合噪声，完成配气机构的主素，对于提高发动机乃至机动车辆的噪声性能具有较

3、要噪声的分离。根据实验数据的处理结果，各部分声强的现实意义。功率比例如图1。笔者对某125型号发动机进行了配气机构的噪声10％8％分离实验，确定了配气机构的主要噪声源。并对该发动机配气机构进行运动学和动力学仿真，对产生配气机构主要噪声的影响因素进行了分析讨论。1配气机构主要噪声源的确定n=4500drainn=7500drain口气门间隙引起的敲击噪声囡气门落座引起的噪声笔者所研究的配气机构的结构为凸轮轴侧置带中团凸轮表面摩擦振动噪声圈正时齿轮的啮合噪声摇臂式。配气机构噪声的主要组成部分有凸轮表面与中摇臂的摩擦振动噪声、由气门间隙而产生的摇臂与图1配气机构噪声组

4、成比例图气门杆的撞击声、气门落座产生的撞击声、正时齿轮的从图1中可以得知：啮合噪声。1)气门落座产生的撞击噪声、摇臂与气门杆敲击为实现配气机构噪声的分离，采用分别运行法，以噪声是配气机构的主要噪声；转速4500、7500r／min倒拖发动机，依据《GB／T2)发动机转速4500r／min时，配气机构噪声主要1859—2000往复式内燃机辐射的空气噪声测量工程由摇臂与气门杆敲击产生，占整个配气机构噪声的法及简易法》，分别测试配气机构整体噪声、配气机构62％，其次是气门落座撞击产生，占整个配气机构噪声无摇臂敲击时的噪声、配气机构无气门落座及摇臂敲的25％；击时的噪声

5、、只有正时齿轮啮合时的噪声，并根据该实3)在发动机高转速7500r／min时，配气机构噪声验方法分别计算其声功率，以声功率叠加的原理，计算主要由气门落座产生的撞击产生其声功率，占整个配收稿日期：2007-05-15基金项目：重庆市自然科学基金计划重点资助项目(CCSTC，2006BA70B)作者简介：罗虹(1955一)，男，重庆大学副教授，主要从事汽车系统动力学、汽车振动与噪声控制等领域的研究，(Te1)023-65105549；(E-mail)lhongcd@163．oom。6重庆大学学报(自然科学版)第30卷气机构噪声59％，其次由摇臂与气门杆敲击产生，占时

6、，配气机构的最高工作频率=75Hz，远低于表1中整个配气机构23％。的固有频率。另外，以上部件的前六阶模态振型均不总而言之，配气机构噪声主要与气门落座的撞击、在运动传递方向上。由此可见，该配气机构在工作过摇臂与气门杆的敲击有关。程中不会出现共振，也不会出现机构的高次运动对周围空气扰动而产生噪声，说明该配气机构的动态特性2配气机构的运动与动力学分析合理，机构的运动传递比较精确。可以得出结论，该配基于配气机构噪声分离实验结果，笔者用ADAMS气机构的动力学特性不是气门落座撞击、摇臂与气门仿真软件建立了该机构的动力学模型¨，并针对配杆敲击的主要影响因素。气机构的主要噪

7、声产生机理进行动力学与运动学仿真2．2配气机构的飞脱与反跳分析分析，确定影响噪声产生的因素。综合考虑计算量与凸轮中置式配气机构的传动链较长，配气机构可模拟精确度，将中摇臂、挺杆、摇臂等细长的部件定义能在发动机高速工作状态下，弹簧回复力过大或过小成柔体，其余部件定义成刚体。仿真模型如图2。而可能产生气门与摇臂之间的飞脱或气门落座反跳，因此有必要对机构进行运动分析，校核其是否飞脱与反跳。对配气机构在发动机转速9000r／rain的工况下进行仿真分析，计算其气门落座的撞击力F和由于气门间隙而产生的摇臂与气门杆的敲击力F。仿真结气果如图3，从仿真结果中可以看出，从气门开

8、启点A到落座点之间，摇臂