柴油机油底壳NVH分析及试验.pdf

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1、第41卷第6期2012年12月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTl0NENGINEANDMOTORCYCLEV01．41No．6Dec．2012柴油机油底壳NVH分析及试验+王双1任家潮2陈(1一天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津毅1高文志13000722一安徽全柴动力股份有限公司)摘要：通过有限元法对工程机械用柴油机油底壳的动态特性进行分析，获得了油底壳的模态频率及振型，根据分析结果提出对油底壳的结构改进措施，并对改进后的油底壳进行了模态分析，模态分析结果表明：改进后的油底壳由于增加了刚度使模态频率密度减小，因而减少了发生共振的可能性。发动机整机振动与

2、噪声的测试结果证明了有限元分析的结论。关键词：油底壳振动噪声有限元分析中图分类号：TK42文献标识码：A文章编号：1671—0630(2012)06一0007—04NVHAnalysisandTestofDieselOilPanWangShuan91。RenJiacha02，ChenYil，GaoWenzhil1一StateKeyLaboratoryofEngines，TianjinUniversity(Tianjin，300072，China)2一AnhuiQuanchaiEngineCo．，Ltd．Abstract：Thisarticleanalysesthedynamicch

3、aracteristicsofdieseloilpanusedinengineeringmachinerybythemethodofFEM，gainingthemodalfrequencyandvibrationmodeoftheoilpan．Accordingtotheresults，measurestoimprovethestructureoftheoilpanareputforward，andthemodalanalysishasbeenmade．Theresultsshowthat：Byincreasingthestiffnessoftheoilpanthatmakesmo

4、dalfrequencydensitydecreases，itreducesthepossibilityofresonanceoccurring．TheresultsoftheenginevibrationandnoisetestprovethattheconclusionoftheFEMiScorrect．Keywords：Oilpan，Vibration，Noise，FEM引言随着发动机高速、轻型、大功率化，其振动噪声问题日益严重，促使人们对内燃机的振动噪声问题给予更多的关注。柴油机工作时，油底壳作为薄壁件是噪声的主要辐射源之一。因此，降低油底壳的振动和噪音是降低内燃机辐射噪音

5、和总体噪音的重要环节，其动态特性和振动响应特性与整机噪声性能关系密切¨1。本文利用有限元分析方法对某四缸柴油机油底壳的结构振动特性进行模拟研究，对其进行模态分析，计算得出各阶的固有频率和振动模态，确定其结构薄弱部位，根据计算结果，提出对油底壳的结构改进措施，并通过试验验证了改进结构的有效性。1柴油机模态分析1．1有限元模型及参数选定有限元法是一种离散化的数值解法，将求解区域离散为一组有限个且按一定方式相互连接在一起的单元组合体。模态是结构的固有振动特性，每一阶模态都具有特定的固有频率和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析∽’3J。用

6、Pro／E软件对油底壳进行几何建模，并通过ANSYS与Pro／E之间的接口，将油底壳的几何模型导+项目基金：国家863计划课题资助(2009AA045103)。作者简介：王双(1987一)，女，硕士研究生，研究方向为内燃机尾气余热回收。8小型内燃机与摩托车第41卷入ANSYS中。油底壳材料为A8钢板，其材料特性为弹性模量E=2．1ellPa，泊松比斗=0．3，密度or=7800Kg·m一。假设各单元厚度相同，可作为实常数输入。1．2模态分析结果对改进前油底壳进行了有限元模态分析，自由模。-'等』”⋯●羽1第l阶模态。-气≠一71图4第4阶模态。-_焉“叩一73图7第7阶模态“--焉

7、产””⋯71矧10第10l喻模态态振型图如图I～图10所示。由以上的振型图及模态分析可以看出，由于油底壳比较薄，模态密度较大川。因此，提出在原油底壳结构上加加强筋。图lI为原油底壳，图12为加加强筋后的油底壳结构图。加强筋高3mm，宽20ram。。-'}矿当”～1羽2第2阶模态。k'：矛当⋯一7)图5第5阶模态。-'景手掣一73图8第8阶模态图11改进前油底壳。-__暑f骂⋯●圈3第3阶模态。k'署=兰””'图6第6阶模态。-气嘉=兰”⋯'图9第9阶模态图12改进后油