基于多物理場耦合的汽油機(jī)聲學(xué)性能研究及優(yōu)化.pdf

1、缸內(nèi)直噴渦輪增壓技術(shù)在汽油機(jī)上已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用。由于工作狀態(tài)的差異，缸內(nèi)直噴渦輪增壓汽油機(jī)會表現(xiàn)出與自然吸氣汽油機(jī)不一樣的振動噪聲性能。本文以某四缸四沖程缸內(nèi)直噴渦輪增壓汽油機(jī)為研究對象，對該新型燃燒方式下汽油機(jī)產(chǎn)生的燃燒噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲進(jìn)行了深入的研究。分析和掌握了影響燃燒噪聲的各種因素，在不影響發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放特性等性能的前提下對燃燒系統(tǒng)的電控參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，有效抑制了燃燒噪聲。研究和優(yōu)化了多物理場耦合的汽油機(jī)結(jié)構(gòu)振聲特

2、性，并對優(yōu)化效果進(jìn)行了試驗驗證。
　　基于某缸內(nèi)直噴渦輪增壓汽油機(jī)，經(jīng)過9點法與5點法測試聲功率級試驗的對比與分析，驗證了國標(biāo)中僅測5點布置通常比9點布置的聲功率級結(jié)果高△LwA的結(jié)論，并在此基礎(chǔ)上提出了更新的5點法替代9點法的測試計算方法。該方法在規(guī)定的適用條件下可以顯著提高測試效率。
　　率先在國內(nèi)研究完成了缸內(nèi)直噴渦輪增壓汽油機(jī)的點火提前角、噴油相位、噴油量、4油品、負(fù)荷等因素對燃燒噪聲及整機(jī)輻射噪聲的影響規(guī)律，證明了

3、點火提前角與負(fù)荷對燃燒噪聲影響最大，其中同工況下點火提前角的變化可造成最大3dB(A)的整機(jī)總聲功率級的差異。噴油相位與噴油量對燃燒噪聲也有一定的影響，油品標(biāo)號對燃燒噪聲影響不大，這些因素在中低轉(zhuǎn)速區(qū)間影響較大，中高轉(zhuǎn)速影響減小。
　　首次研究了缸內(nèi)直噴渦輪增壓汽油機(jī)各個側(cè)面的衰減曲線頻譜特性及其與轉(zhuǎn)速變化之間的關(guān)系，闡述了各側(cè)面衰減曲線的差異以及衰減曲線與轉(zhuǎn)速之間的非單調(diào)關(guān)系。提出了一種基于轉(zhuǎn)速和側(cè)面衰減曲線來預(yù)測不同缸壓下發(fā)動

4、機(jī)該輻射面噪聲的方法。該方法避免了識別燃燒噪聲與機(jī)械噪聲的困難，以發(fā)動機(jī)總輻射噪聲為目標(biāo)來研究各變量與燃燒噪聲的關(guān)系，最終實現(xiàn)燃燒噪聲和總輻射噪聲的優(yōu)化。利用該方法對某缸內(nèi)直噴渦輪增壓汽油機(jī)燃燒噪聲進(jìn)行優(yōu)化，取得了整機(jī)聲功率級最大1.9dB(A)的降噪效果。
　　利用多體動力學(xué)方法與多物理場耦合計算方法，對某汽油機(jī)整機(jī)主要結(jié)構(gòu)件動態(tài)特性進(jìn)行研究，優(yōu)化其振動噪聲性能，最終利用試制件開展相關(guān)試驗，取得了最大1.1dB(A)的整機(jī)聲功率