汽油机链系统优化对噪声改善的研究.pdf

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1、hternalComb吣ti伽Engi耻&Parts‘1．汽油机链系统优化对噪声改善的研究Re∞盯chontheInlprovementofNoisebytheOptimizati仰ofGa∞U耻EngineChainSystem张兴法z姒NGⅪIlg—fa；贾絮影J队xu—yiIlg；巴松淼BAsong-lni粕；柴晓娜CILUxiao．船；赵国东ZHAoGuo_dong(①长城汽车股份有限公司技术中心，保定071000；②河北省汽车工程技术研究中心，保定071000)((!yrechnicalCenter，

2、G糟atwaUMotorCo．，Ltd．，Baoding071000，China：②HebeiAutomobileEngineeringTechnology&Researchcenter，Baoding07l000，china)摘要：为改善某四缸增压直喷汽油发动机NVH(NoiseVibrationandHarshness)，通过优化正时系统相关零部件，进行试验测试，发现优化正时链条及机油泵链条结构、优化正时罩盖对噪音改善明显。Abst髓n：InordertoimpmvetheNoiseVibration种dH

3、arshness(NVH)ofafourcylinderturbochargeddirectinjectiongasolineengine，山etimingsystemrelatedpartsandcomponentsareoptiInized，experimenttesta陀caITiedout．Itisfoundthatoptimizationoftimingchainandoilpumpchainstructureand￡lIetimingcovercapcanobviouslyimpmvetllenoi

4、鸵．关键词：正时系统；正时罩盖；NVHKeywonb：timingsystem；timingcover．NoiseVibmtionandHarshness(NVH)0引言链传动是机械传动的有效方法之一，广泛应用于汽车发动机的传动中，它具有使用方便、结构紧凑、可靠性高以及功率和速度范围大等优点，常用于正时传动和机油泵传动，特别是高性能发动机中。但是存在冲击、振动和噪声大的缺点，特别是随着汽车整体噪声的消减与控制，链传动的噪声问题显得尤为突出。本文主要针对某增压直喷四缸汽油机链系统阶次噪音、共振噪音和高频噪音进行研

5、究。1问题描述某增压直喷四缸汽油机在NVH试验台架试验过程中发现怠速、全负荷加速、空载加速、倒拖加速时正时侧存在如下两个问题，严重影响发动机声品质。31．5阶次噪音如图1所示。45403530叠罢25。201510}三j心j心”N．I，黏舻-J图l阶次噪音1600Hz、4000Hz、7000Hz噪音如图2所示。2噪音机理分析31．5阶次噪音属于阶次噪音范畴，阶次噪音又叫啸叫噪音。是由于链条与链轮啮合导致一种“吹口哨‘’’似的正弦卜2200专基2000kL茁170()15()013()01l()o．00正时罩盖排

6、气侧+X(CHl5图2测试数据波噪音，主要源于链传动过程中多边形效应引起的噪音，其频率由驱动链轮齿数和转速决定，在链系统中常常伴随谐波和次谐波的噪音：要想彻底解决31．5阶次噪音，需要重点从减弱多边形效应人手。从图2频谱图看，1600Hz处频谱明显，此处能量较为突出，且1600Hz属于中低频，很可能是由于共振造成，共振噪音是链系统运转过程中激励起正时罩盖或油底壳等共振产生噪音，当链条谐次激励频率与结构件固有频率相近时，阶次噪音更加突出，甚至令人无法接受：解决链系统与结构件共振问题，需要从机理频率及结构件固有频率

7、两方面人手。图2频谱图中4000Hz和7000Hz数据高频噪音，在链系统中高频噪音的产生是由于链条和链轮在啮入和啮出时，相对速度突然变化，使链条和链轮发生冲击，引起震动并产生噪音，此噪音也叫冲击噪音，频率一般在4000Hz一100100Hz左右：解决高频噪音问题，主要从链条与链轮啮合冲击方面考虑。3现状分析该发动机链系统包括正时系统和机油泵系统(如图·2·内燃机与配件3)，均采用8mm节距齿形链，曲轴链轮曲轴正时齿数为19齿，驱动机油泵齿数为21齿(如图4)。图3链系统示意图图4曲轴链轮此31．5阶噪音为2l齿

8、的1．5倍谐频噪音。鼍PⅢ’L铡詈王lt。H¨l141nR：(1二!二4：61H1111二≈E_lH】t·『图52l阶及相关谐频噪音通过对31．5阶次噪音测试数据进行切片分析(如图6)。图631．5阶噪音31．5阶次在3087rpm时出现峰值，由公式F=“60水t31．5阶次的激励频率为：F=3087／60水31．5=l620Hz对油底壳进行模态分析，一阶模态为1100Hz，(如图7)