基于形貌优化的柴油机油底壳减振设计.pdf

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1、第44卷第2期小型内燃机与车辆技术2015年4月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDVEHICLETECHNIQUEV01．44No．2Apr．2015基于形貌优化的柴油机油底壳减振设计陈小兵杨英慧陈俊杰(湖南省汽车技师学院湖南邵阳422000)摘要：油底壳的振动作为发动机噪声的主要来源，其振动特性直接影响发动机整体噪声性能。通过对柴油机油底壳计算模态与试验模态比较分析，验证有限元模型正确性，结合形貌优化分析方法，对油底壳进行改进。结果表明：优化后油底壳1阶模态振幅明显降低，且振动区域相对于优化前趋于均匀。油底壳结构优化后频率明显提高，其中1阶频率提高幅

2、度最大，提高幅值达到89Hz，比例达到32．2％。优化后油底壳刚度有大幅度增加，其中1阶增加比例达到75．6％，9阶以及10阶增加幅度达66．6％与57．7％。关键词：油底壳形貌优化振动模态分析刚度中图分类号：TK422文献标识码：A文章编号：2095—8234(2015)02—0074—05ADesignofLow-VibrationDieselEngineOil-PanBasedonTopographyOptimizationChenXiaobing，YangYinghui，ChenJunjieHunanAutomotiveTechnicianCollege(Shaoyang，

3、Hunan，422000，China)Abstract：Thevibrationoftheoilpan，whichisregardedasthemainsourceofenginenoise，directlyimpactsonenginenoiseperformance．Inthispaper,thecorrectnessofthefiniteelementmodelhasbeenverifiedbycomparingthecomputingmodalwithexperimentalmodal．Theoilpanstructurewasimprovedbasedonthetopog

4、raphyoptimization．Theresultsshowthatthefirstmodalvibrationamplitudewassignificantlyreduced，andthevibrationareaisrelativeequallydistributed．Thevibrationfrequencyofoilpanwassignificantlyincreasedafteroptimizingthestructure．Theincreasedamplitudeoffirstmodalfrequencyisthesharpest．whichhasreachedto

5、89Hzandtheratioreachedto32．2％．Afteroptimizingthestructure，thestiffnessofoilpanwasincreased．Thefirstorderstiffnessincrease75．6％，andtheninth，tenthorderincrease66．6％and57．7％respectively．Keywords：Oilpan，Topographyoptimization，Vibration，Modalanalysis，Stiffness引言发动机是汽车主要的振动源和噪声源之一，其表面振动和辐射噪声不仅向车外辐射噪

6、声，而且对车身结构件的振动和辐射噪声影响也很大，继而直接影响整车驾乘舒适性能。因此发动机的振动噪声控制成为发动机结构设计领域的又一热点。在发动机表面辐射噪声中，薄壁构件(包括油底壳、缸盖罩和正时齿轮室盖等部件)辐射噪声占相当大的比例，其中油底壳的辐射噪声约占总辐射噪声的15％～30％。有效控制油底壳的辐射噪声，对减小振动和降低发动机噪声水平具有重要意义。油底壳是由薄板制造而成，刚度小，面积大，很容易与跟它相连的发动机体发生共振，辐射噪声较大。张俊红等【·建立模态计算模型，识别对油底壳辐射噪声较大的振动频率，并对油底壳进行结构优化，使得油底壳噪声有所降低，优化后噪声减小了2．79dB

7、(A)。王奇文翻结合有限元和边界元方法对油作者简介：陈小兵(1979一)，男，讲师，主要研究方向为发动机故障诊断。第2期陈小兵等：基于形貌优化的柴油机油底壳减振设计75底壳振动进行预测，通过改变油底壳材料对油底壳设计进行研究，结果表明；采用复合阻尼材料在中高频段有很好的降噪效果。袁兆成等[31总结了结构参数与油底壳振动模态的关系，为油底壳的低噪声设计提供了有效的模型与数据。FEV公司对油底壳进行模态测试，分析了油底壳振动规律，并结合实验方法对油底壳进行结构优化[41。