发动机激励的整车振动
发动机激励的整车振动
Motorerregte Fahrzeugschwingungen
车辆行驶在平坦的路面上或怠速运转时，只有发动机本身是激振振源．在发动机中，准确地讲是在往复活塞式发动机中，由于反复做上下运动的活塞和燃烧过程，产生了附加力和扭矩，它们通过动力总成悬置(要紧是橡胶元件)激发汽车底盘的振动。由此产生的振动和噪声将对车箱内乘员产生不利阻碍。
下面第一介绍激振源和鼓舞振动的成因，接着是鼓舞振动的阻碍，最后讲述连接作用在发动机和底盘之间的动力总成悬置，见图1.1。作用在发动机上的要紧激振力为Fz和围绕曲轴中心线的力矩Mx,有时也存在垂直方向的激振力矩My,然而激振力Fx和Fy以及激振力矩Mz全然不存在或专门少发生。
图1.多缸发动机的激振力和激振力矩
-----------------------------------------------(1.3) 如图所示，X 轴与曲轴中心线相同，关于发动机纵向布置在整车内的车辆来讲，该轴与车辆的纵轴方向一致。对大多数的前轮驱动车辆来讲，X 轴相当于车辆的横轴。对发动机来讲，Z 轴方向与直列发动机的汽缸中心线相一致，与V 型发动机汽缸中心线角分线相一致。当发动机斜置时，发动机的Z 轴与车辆的Z 轴不一致．
发动机鼓舞可分为惯性和燃烧鼓舞。下面先介绍单缸机，然后介绍多缸机．
１.单缸发动机鼓舞
1.1.曲柄机构运动
见图１.2a ，关于曲柄机构的运动，能够用连杆大头长度l 和曲柄半径r (冲程s=2r)建立曲轴转角 α和活塞行程Ｓk 的运动关系式:
角 α和 β之间的关系可由距离BD=lsin β=rsin α,再将下式代入其中：
λp=r/l
如此能够得到：
代入连杆比λp ＝r/l,展开平方根后可得：
忽略4阶以上的各项，活塞行程能够由下式描述：
如果曲轴角速度ω为常数，曲轴转角α将与时刻成正比，则有：
-----------------------------------------------(1.2)
对式(1.2)求导，可得到活塞速度方程式：
加速度方程式：
-----------------------------------------------(1.4)
a.曲柄机构运动
b.曲柄机构受力分析
图１.2发动机曲柄机构运动和受力分析
图1.3给出了连杆无限长(λp=0)时和有限长( λp=0.3 ) 时的活塞行程，速度及加速度．
图1.3.活塞运动与曲轴转角
1.2．惯性力
惯性力Fz等于质量ms乘以（1.4）式中的加速度,作用在动力总成悬置上。惯性力中的质量ms包括活塞质量，活塞环和活塞销质量，1/3～1/4的连杆质量.
惯性力与角速度ω的平方成正比．也能够认为发动机转速nm以两种鼓舞频率激发发动机振动，其一为一阶振动频率1*ω和二阶振动频率２*ω．
1.3．惯性力矩
除了惯性力之外，还有一个惯性力矩Mx,由图1.2b,惯性力Fz可分解为作用在连杆上的分力S和垂直作用在气缸壁上的分力FＮ：
一样可将作用在连杆上的分力S分解成作用在曲轴上点B的两个分力，即一个径向分力和一个垂直切向分力T。分力T产生的惯性力矩Mx=T*r(参
见图1.2b)。则有：
上述惯性力矩也可用FN*k表示。这两个惯性力矩形成的力偶将使发动机朝与发动机旋转方向相反的方向倾倒。将式(1.5)中的惯性力Fz代入到式(1.6)中，能够得到惯性力矩Mxm(添加的符号m表示质量)新的表达式。
-----------------------------(1.7)
由此，惯性力矩Mxm的数值大小也和惯性力一样，由往复运动质量m s,曲轴曲柄半径r,连杆比λp和曲轴的角速度平方或者发动机转速的平方确定．与Fz不一样的是，还产生了3阶和4阶惯性力矩。例，
在表1.1中，第二栏给出了单缸机不同阶的幅值。
1.4 燃烧力矩
在燃烧过程中缸内产生一个作用于活塞上的力，该力等于燃烧压力Pz yl 乘以活塞面积Ak,它对外没有阻碍，因为只直截了当作用在缸盖上，因而可有下式：
Fzg=0 --------------(1.8)
(Fzg 中附加的符号g 含义为气体)
燃烧力矩--只来源于燃烧气体压力，作用在燃烧室中并最终作用在动
力总成悬置上。按照式(1.6),该力矩为：
惯性力和惯性力矩的周期差不多上360o 曲轴转角，燃烧压力则不同，其周期与发动机冲程形式有关，两冲程发动机的周期为360o 曲轴转角，四冲程发动机的周期为720o 曲轴转角。对四冲程发动机，一样常将周期定为１转，也确实是360o 曲轴转角，因此产生了半阶振动频率0.5*ω , 一阶半振动频率1.5*ω等等。关于两冲程发动机不存在这种情形。使用用复里叶变换可将燃烧力矩变换成如下形式：
-----------------------(1.9)
用M 表示有效力矩，ai 和φi 分不表示叠加的单个正弦激振波的振动幅值和相位角，i=0.5,1.0,1.5……,图1.4给出了燃烧力矩Mxg 和惯性力矩M xm 的波形对比。
为了评估各阶谐波的作用，能够利用一个相对简单的矩形函数替
---------（1.11）
-------------------------------------------
(1.10)
图.1.4单缸四冲程发动机气体力矩曲线
代上述相对复杂的气体力矩－曲轴转角曲线。四冲程发动机的评估结果可见图1.5 a。在图1.5 b给出了幅值和相位角。
图.1.5. a.利用矩形函数获得的四冲程发动机气体力矩曲线近似图
b.矩形函数幅值和相位角，见式(1.11)
1.5 单缸发动机综合激振力矩
由图(1.1)可知，单杠发动机综合激振力和激振力矩包括两部分，即Fz 和Mx。其中Fz只来源于惯性力矩，而不是来源于燃烧，因此适用于式(1.
5)。
而综合激振力矩可由下式获得：
１阶激振力矩只来源于燃烧，综合激振力矩为惯性力矩和气体力矩的叠加，其幅值和相位角原则上可分为两个不同的部分。与燃烧有关的部分只与平均扭矩和燃烧过程有关，燃烧过程决定了a1,a2,a3，……; φ1,φ2,
-------------(1.12)
φ3,……，但和转速无关。此外，惯性力矩则只与转速nm(ω)有关,正确地讲只与转速的平方(ω２)有关，与Mx及燃烧无关。
2. 四冲程４缸直列发动机的激振力和激振力矩
作为动力总成，单缸发动机对整车是没有意义的，但对发动机激振振动的导入和理论运算确是有用的。本节将介绍四冲程４缸发动机的激振咨询题。
为了简化阻碍因素，假设每缸的活塞质量ms,曲柄半径r和连杆比λp差不多上相等的，那个假设在实际生产中几乎100%能够达到。按照曲柄顺序，考虑每缸之间夹角，将力和力矩进行矢量叠加。关于直列４缸发动机，按表1.1，第2缸和第3缸的曲轴曲拐与第1缸和第4缸的曲轴曲拐正好成180o= π。
2.1 惯性力
Z向力Fz只与惯性力有关,和燃烧无关，因此也和燃烧激振力(四-或二冲程)无关，按表1.1曲拐位置能够得出如下结果，按式(1.5),
----------(2.1)
-----(2.2)
缸和4缸的惯性力为：
这意味着直列4缸发动机上的1阶惯性力不存在，2阶惯性力相叠加，这一结果能够从表1.1第3行第3列的矢量叠加图中直观地看出来。
在装用直列4缸发动机的车辆上，2阶惯性力是阻碍乘客舒服性，即阻碍整车振动和噪声的要紧激振源。为了减轻这种阻碍，必须采取后述方法，即通过整车包括发动机和悬置那个振动系统来加以解决。
-----------------------------(2.3)
对4缸发动机，能够加装转速为曲轴转速2倍的平稳轴将2阶惯性力降低到零，见图2.1,结果见1.2.在图1.2a上，在频率27Hz处，没有平稳轴的发动机2阶激振惯性力清晰可见。在图1.2b上，由于平稳轴的平稳作用，该频率位置的激振惯性力明显地减少（惯性力不能完全排除，因为该处不
图.2.1.平稳轴机构，用于平稳直列4缸发动机2阶惯性力
仅存在2阶惯性力，也存在其他阶的惯性力和气体力矩）。
图.2.2.b.垂直加速度幅值对比在发动机横梁上测量，直列四冲程4缸发动机怠
速转速8001/min(2阶激振频率约为27Hz)
a.无平稳轴b．有平稳轴
2.2.惯性力矩和燃烧力矩
直列4缸发动机惯性力矩Mxm可见表1.1第3列最后1行,最终形式：
-----------------(2.4)
那个地点存在2阶和4阶激振力矩。一样存在偶数阶的激振力矩，奇数阶自行抵消。2阶惯性力矩也象2阶惯性力一样，按图2.1方法利用平稳轴机构补偿，只是平稳轴必须偏心布置。
燃烧力矩也是一样，如图2.3.b所示，只有偶数阶剩下，半数阶和奇数阶都消逝了，由式(1.10)能够得出：
-------------(2.5)
图.2.3．四冲程4缸发动机气体力矩 a.矩形函数得到的气体力矩－曲轴转角近似值；b.不同阶气体力矩幅值矢量图
平均力矩Mx和幅值ai适用于单缸发动机，关于4缸发动机其值为单缸发动机的4倍。将式(2.4)和式(2.5)相加后，总的力矩为：
--------------------------(2.6) 在图2.4中，作为例子给出了2阶力矩的有关幅值。在矢量图a中，当燃烧力矩Mxg的幅值a2和相位角φ2为常量，惯性力矩Mxm的幅值(1/ 2msrφω)随发动机转速nm(或ω)而变化。因此发动机低速运转时气体力矩是要紧部分，高速运转时惯性力矩是要紧部分。按图b，总
图2.4.a-e惯性力矩和燃烧力矩的综合力矩
a.气体力矩a2 为常量，惯性力矩1/2msr2ω2为变量时的
2阶力矩矢量图
b．综合力矩MxΣ与转速的关系曲线
c.有关于曲轴转角的特性曲线
d.阶数分析
e.恒定惯性力矩和燃烧力矩变化时的2阶力矩矢量图
的2阶力矩MxΣ在一个确定的转速时有一个最小值，那个最小值与燃烧力矩的幅值有关，在矢量图中专门容易清晰看到。？？？？？
在图c和图d中给出了不同转速下1阶力矩幅值与曲轴转角关系的特性曲线。在矢量图e上给出了当惯性力矩为常量时，燃烧力矩的变换情形。
对多缸发动机还必须注意y轴的力矩咨询题。见图1.1，然而只考虑惯性力矩即可。
源自燃烧的力矩为零，因为气体力总是作用在汽缸盖和活塞上，对外部而言成效互相抵消。在图2.5上，sp为所讲述的4缸发动机重心，y轴也不在第2和第3缸之间，因此按图2.5力矩为：
代入式(2.1)和(2.2)，同时2缸和3缸，1缸和4缸的力矩总是相加。按照上述条件能够得到下式：
-----------------(2.7)
图2.5 直列4缸发动机y 轴的惯性力矩Mym
2.3 工况特性
对惯性力Fz和惯性力矩Mxm=My,当激振幅值只与激振频率的平方ω２(发动机转速的平方)成正比时，燃烧力矩Mzg的幅值和激振频率的关系与整车工况有关。那个地点首次必须同时关注整车。
图2.6 下列参数条件下，驱动力矩－速度示意图，
整车参数发动机特性
质量910kg怠速转速900min-1
轮胎半径0.3m最高转速6540min-1
迎风面积 1.9m2最大功率64Kw
滚动阻力0.01对应转速6000min-1
Cω-值0.3
变速箱特性
速比效率
iG=1档４0.95
2档 2.50.95
3挡 1.70.95
4档 1.250.95
5档 1 0.95
主传动比iA 40.95
从静态力矩开始。在图2.6中作为一个例子给出了熟悉的‘牵引力－速度示意图’。此图中的一部分，对5档的每一个档位给出了作用于驱动轮的最大力矩MR和相对应的车速；另一部分为在平坦路面上匀速行驶。从中能够看出, 驱动力矩与车速同所选档位和发动机转速有关。对前轮驱动汽车，当发动机、变速箱和主传动器视为一个动力总成模块时，此驱动力矩MR 合并，全部被动力总成悬置承担。动力总成力矩Maggr，当忽略中间缺失时等于MR，对4缸直列四冲程发动机等于式(2.5)的平均值。对前轮驱
动汽车也可用下式表示：
其中ik=iＧ*iA(Ig:变速箱速比；iA：主传动比)，那个公式对后置发动机后轮驱动的汽车也适用。对流行的标准驱动方式(发动机和变速箱在前，主传动器及驱动轮在后)，由于主传动器速比之后的力矩不作用在动力总成悬置上，因此对标准驱动方式必须使用下式：
另一部分是动态燃烧力矩，为了便于分析，在图2.7中将发动机和传动装置分开画出，分不由各自的悬置支撑。现在按式(1.3.a),并假设n~ω=常数(通过一个无限大的飞轮调剂)，曲轴的输出力矩以及变速箱的输入力矩Mx=常数，此外作用于发动机模块上的除了静态力矩还有动态力矩，例如关于直列4缸四冲程发动机，按式(2.6)为2阶力矩:a2sin(2ωt+φ)。上述静态力矩和动态力矩必须由发动机悬置承担，同时动态力矩将激发底盘的振
随机振动名词解释
"脉冲响应函数" 英文对照 impulse response function; "脉冲响应函数" 在学术文献中的解释 1、h(t)是在初始时刻作用以单位脉冲而使单自由度系统产生的响应,所以称为脉冲响应函数.1·1·2频率响应函数H(ω)=1k-ω2m+iωcH(ω)是角频率为ω的单位简谐激励所引起的结构稳态简谐响应的振幅,称为频率响应函数,也称为转换函数 文献来源 2、Yεi,jtt+s作为时间间隔s的一个函数,度量了在其他变量不变的情况下Yi,t+s对Yj,t的一个脉冲的反应,因此称为脉冲响应函数 文献来源 "频率响应函数" 英文对照 frequency response function; "频率响应函数" 在学术文献中的解释 1、频率响应函数是指系统输出信号与输入信号的比值随频率的变化关系它是衡量高速倾斜镜工作性能的一个重要指标.通过抑制谐振峰可以改善高速倾斜镜的使用性能 文献来源 2、经傅利叶变换,得到频域内的导纳(一般用速度导纳来表示)表达式 Hv(ω)=v(ω)F(ω)=jω-ω2M+jωC+K(2)H(ω)又称为频率响应函数 文献来源 3、y（t）＝A0eiωty（t）＝iωA0eiωt（6）将（6）代入（3）得A0eiωt（RCiω＋1）＝Ajeiωt（7）和A0Aj＝1RCiω＋1＝U（iω）（8）U（iω）称为频率响应函数 文献来源 "传递函数" 英文对照 transfer function of; transfer function; transfer function - noise; "传递函数" 在学术文献中的解释 1、由于传递函数的定义是两个拉普拉斯变换之比,所以使用时必须准确知道传递函数的类型,即,是位移、速度,还是加速度传递函数,才能避免出错 文献来源 2、而传递函数的定义是两个分量之比为两个传感器之间优势波的传递函数.它给我们的启发是任取两个已知传感器组成一个传递函数通过分析传递函数的特征可以判断两个分量的优势波和非优势波 文献来源
(整理)车辆怠速振动研究现状及解决途径
车辆怠速振动研究现状及解决途径 一、车辆怠速振动概述 随着汽车工业的不断发展，人们对汽车舒适性的要求也越来越高，车内的噪声振动问题日益成为用户关注的焦点。车辆怠速时出现的共振问题，常表现为车内噪声大以及车身等部位振动大，对车内乘坐舒适性造成很大影响。 车辆怠速状态是指发动机空转时一种工作状况，发动机怠速时的转速被称为怠速转速，是发动机在没有对外输出功并维持正常运转的最低转速。一般发动机怠速为550-800r/min。 由于车辆零部件设计、装配不当或减震隔音装置设计不合理，车辆中经常会有共振现象发生，这势必引起车内振动、噪声过大，车内门窗、行李架等抖振剧烈。车辆常常在发动机处于怠速状态时，即发动机转速在550-800r/min时，车体产生强烈的噪音，振动较大，使车辆的舒适性降低，厂家急需消除此振动问题。 从目前国内、外对汽车发动机怠速振动及其引起的整车共振研究情况来看，主要侧重于具体的故障原因分析及故障排查，甚至是具体车型的故障分析，从理论上研究的论文很少，且没有进行系统深入的研究，也没有得出系统的科学的解决方法，无法指导实践。然而，从理论上对发动机怠速振动的形成机理进行研究十分必要，一方面可以根据理论研究出一套有效的排查故障的方法提高社会效益和经济效益，另一方面，也可以为发动机的设计、改进及实际运用提供指导。 二、车辆怠速振动原因分析 车辆车身怠速共振的根源是发动机怠速振动。 一、发动机怠速振动的机理及原因 怠速振动机理汽缸内气体作用力的变化（一个汽缸气体作用力变化或几个汽缸气体作用力变化），引起各汽缸功率不平衡，导致各活塞在做功行程时的水平方向分力不一致，出现对发动机横向摇倒的力矩不平衡，从而产生发动机抖动。也可以说，凡是引起发动机汽缸内气体作用力变化的故障都有可能导致发动机怠速振动。 ①直接原因，指机械零件脏污、磨损、安装不正确等，导致个别汽缸功率的变化，从而造成各汽缸功率不平衡，致使发动机出现怠速振动； ②间接原因，指发动机电控系统不正常,导致混合气燃烧不良，造成各汽缸功率难以平衡，使发动机出现怠速振动。 按故障系统分析怠速振动的原因有以下四个方面：①进气系统；②燃油系统；③点火系统；④发动机机械系统。 1.进气系统 (1)进气歧管或各种阀泄漏当不该进入的空气、汽油蒸汽、燃烧废气进入到进气歧管，造成混合气过浓或过稀，使发动机燃烧不正常。当漏气位置只影响个别汽缸时，发动机会出现较剧烈的抖动，对冷车怠速影响更大。常见原因有：进气总管卡子松动或胶管破裂；进气歧管衬垫漏气；进气歧管破损或其它机件将进气歧管磨出孔洞；喷油器O型密封圈漏气；真空管插头脱落、破裂；曲轴箱强制通（PCV）阀开度大；活性炭罐阀常开；废气再循环（EGR）阀关闭不严等。 (2)节气门和进气道积垢过多节气门和周围进气道的积炭污垢过多，空气通道截面积发生变化，使得控制单元无法精确控制怠速进气量，造成混合气过浓或过稀，使燃烧不正常。常见原因有：节气门有油污或积炭；节气门周围的进气道有油污积炭；怠速步进电机、占空电磁阀、旋转电磁阀有油污、积炭。 (3)怠速空气执行元件故障怠速空气执行元件故障导致怠速空气控制不准确。常见原因有：节气门电机损坏或发卡；怠速步进电机、占空比电磁阀、旋转电磁阀损坏或发卡。
汽车发动机振动噪声测试实用标准系统
附件1 汽车发动机振动噪声测试系统 1用途及基本要求： 该设备主要用于教学和科研中的振动和噪声测量，要求能够测量试验对象的振动噪声特性（频率、阶次、声强等），能对试验数据进行综合分析。该产品的生产厂应具有多年振动噪声行业从业经验，有较高的知名度和影响力。系统软件和硬件应该为成熟的模块化设计，同时具有很强的扩展能力，能保证将来软件和硬件同时升级。 2设备技术要求及参数 2.1设备系统配置 2.1.1数据采集系统一套； 2.1.2数据测试分析软件一套； 2.1.3传声器 2个； 2.1.4加速度计 2个； 2.1.5声强探头 1套； 2.1.6声级校准器 1个； 2.1.7笔记本电脑一台 2.2数据采集、控制系统技术要求 2.2.1主机箱一个；供电采用9～36V直流和 200～240V交流； 2.2.2便携式采集前端，适用于实验室及现场环境； 2.2.3整机消耗功率<150W； 2.2.4工作环境温度：-10?C ～50?C； 2.2.5中文或英文WindowsXP下运行，操作主机采用笔记本电脑； 2.2.6输入通道数：4个以上，其中2个200V极化电压输入通道、不少一个转速输入通道； 2.2.7输入通道拥有Dyn-X技术，动态围160dB； 2.2.8每通道最高采样频率：≥65.5kHz，最大分析带宽：≥25.6kHz； 2.2.9系统留有扩充板插槽，根据需要可以进一步扩充；数据采集前端可同时连接多种形式传感器,包括加速度计、转速探头、传声器、声强探头等； 2.2.10系统具有堆叠和分拆能力，多个小系统可组成多通道大系统进行测量。大系统可分拆成多个小系统独立运行； 2.2.11采集前端的数据传输具备二种方式之一：①通过10/100M自适应以太网传输至PC； ②通过无线通讯以太网技术传输至PC，通信距离在100米以上。使测量过程更为灵活方便，方便硬件通道和计算机系统扩展升级；
基于振动分析的内燃机故障诊断分析示范文本
基于振动分析的内燃机故障诊断分析示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
基于振动分析的内燃机故障诊断分析示 范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 鉴于内燃机在结构和工作原理上比较的复杂，而且激 励源和零部件也非常的多，因此，当内燃机出现了故障的 时候，一般症状都比较复杂，故障信号也比较难检测，在 进行诊断的时候便非常的困难。本文主要是从振动的角度 对内燃机的故障进行了分析，首先，分析了内燃机的振动 结构和振动特性，然后从振动分析的角度，探讨了如何对 内燃机发生的故障进行诊断的问题。 内燃机在工业、农业等所需的机械设备中，属于比较 重要的机械之一，尤其是在船舶、石油钻井、铁路、汽车 以及农业等方面得到了广泛的应用。从某种意义上来说， 内燃机运行状态的优劣，直接的关系着整个机组的运行状
态。所以，提高对内燃机运行状态的检测水平和故障诊断率，对于系统的安全、稳定运行来说，意义重大。下面就从振动分析的角度，对内燃机的结构和振动特性以及故障的诊断问题等进行分析。 内燃机的振动结构和振动特性 由于内燃机在运行的时候，在各种力的激励下，很容易产生振动的现象，再经过不同的传递路径传递到内燃机的表面。因此，当内燃机的零件产生变化的时候，内燃机的表面振动现象也会呈现出不同的振动特性。在此基础上，专家们研究出了在从内燃机的振动特性进行内燃机故障的诊断。 内燃机属于热能动力机械范畴，在人们长期的实践和创新中，内燃机的主运动系统已经形成了由连杆、活塞和曲轴组成的结构可靠、生命力强的曲柄连杆结构为主的系统。再加上其他的辅助系统，便组成了内燃机的结构。按
发动机结构振动及噪声预测
发动机结构振动及噪声预测 作者：奇瑞发动机工程研究邓晓龙 发动机是影响汽车NVH性能的最主要的因素，在发动机的设计阶段就深入进行振动噪声性能的预测与优化，已经成为发动机开发的基本流程，是发动机自主研发过程中的重要工作。 国内外对发动机结构噪声的预测做了大量研究，中低频结构噪声预测方法已趋成熟。结构振动响应与辐射噪声之间的关系非常复杂，目前根据强迫振动响应计算辐射噪声的计算方法主要有平板理想化法、有限元法和边界元法等。噪声预测技术的发展使得发动机在设计阶段进行噪声评价成为可能。 本文探讨了适于进行动力总成振动及结构噪声预测的方法；建立了动力总成各主要部件的有限元模型，通过AVL EXCITE软件进行了动力学分析，并计算发动机的振动响应。进行NVH的性能提升的最重要的就是首先要找到主要振动及噪声源，并开展有针对性的工作。为了更明确发动机的主要声源，采用自编软件，根据表面振动速度结果进行了主要表面的辐射声功率排序，最后进行结构噪声预测。 发动机结构振动预测 进行发动机结构振动及噪声预测，涉及到大量的研究工作，主要工作包括各部件有限元建模、子结构模态提取，EXCITE模型搭建，主要激励计算，动力学分析，振动响应计算，表面辐射声源排序，声边界元建模和空间声场预测等工作。 1. 动力总成有限元模型 动力总成有限元模型包括缸体、框架、缸盖、油底壳、缸套、进气歧管、排气歧管、气门室罩盖、4个悬置支架、变速器壳体、变速器传动轴及齿轮等。由于研究的动力总成的4个悬置支架中有3个是安装在变速器上，所以加入变速器壳体的有限元模型，这样可以更准确地模拟动力总成的振动情况，特别是怠速工况下的振动。图1所示为动力总成的有限元网格。同样需建立曲轴组件的有限元网格，曲轴组件包括曲轴、飞轮、扭转减振器、皮带轮和正时齿轮等部件。
发动机激励的整车振动
发动机激励的整车振动 Motorerregte Fahrzeugschwingungen 车辆行驶在平坦的路面上或怠速运转时，只有发动机本身是激振振源．在发动机中，准确地说是在往复活塞式发动机中，由于反复做上下运动的活塞和燃烧过程，产生了附加力和扭矩，它们通过动力总成悬置(主要是橡胶元件)激发汽车底盘的振动。由此产生的振动和噪声将对车箱内乘员产生不利影响。 下面首先介绍激振源和激励振动的成因，接着是激励振动的影响，最后讲述连接作用在发动机和底盘之间的动力总成悬置，见图1.1。作用在发动机上的主要激振力为Fz和围绕曲轴中心线的力矩Mx,有时也存在垂直方向的激振力矩My,但是激振力Fx和Fy以及激振力矩Mz根本不存在或很少发生。 图1.多缸发动机的激振力和激振力矩 如图所示，X轴与曲轴中心线相同，对于发动机纵向布置在整车上的车辆来说，该轴与车辆的纵轴方向一致。对大多数的前轮驱动车辆来说，X轴相当于车辆的横轴。对发动机来说，Z轴方向与直列发动机的汽缸中心线相一致，与V型发动机汽缸中心线角分线相一致。当发动机斜置时，发动机的Z轴与车辆的Z轴不一致．
-----------------------------------------------(1.3) 发动机激励可分为惯性和燃烧激励。下面先介绍单缸机，然后介绍多缸机． １ .单缸发动机激励 1.1.曲柄机构运动 见图１ .2a ，对于曲柄机构的运动，可以用连杆大头长度l 和曲柄半径r(冲程 s=2r)建立曲轴转角 α和活塞行程Ｓk 的运动关系式: 角 α和 β 之间的关系可由距离BD=lsin β=rsin α,再将下式代入其中： λp=r/l 这样可以得到： 代入连杆比λp ＝r/l,展开平方根后可得： 忽略4阶以上的各项，活塞行程可以由下式描述： 假如曲轴角速度ω为常数，曲轴转角α将与时间成正比，则有： 对式(1.2)求导，可得到活塞速度方程式： -----------------------------------------------(1.2)
(完整word版)随机振动分析报告
Alex-dreamer制作PSD：（可以相互传阅学习，但是鄙视那些拿着别人成果随意买卖！）PSD随机振动应用领域很广，比如雷达天线，飞机，桥梁，天平，地面，等等行业。虽然现在对这方面公开资料很少，但是我相信以后会越来越多，发展的越来越成熟。学术的浪潮总体是向前的，不会因为几个大牛保密自己的成果就会阻止我们对PSD研究，因此结合我的经验和爱好，我研究了一下两种PSD加载分析。我标价的原则是含金量大小和花费我的时间以及我的经验值，如果你觉得值，就买；不值就不要下了。因为我始终认为：士为知己者死，女为悦己者容。算是互相尊重。如果你得到这份资料，那就祝你好运！ Good luck!-Alex-dreamer(南理工) 一：目的：根据abaqus爱好者提出的PSD随机振动分析，提出功率谱如何定义及如何加载？如果功率谱是加速度的平方，如何加载？如果在输入点施加载荷功率谱如何定义？本文将给出详细的分析过程。 二：随机振动基本概念 1. 随机振动的输入量和输出量都是概率统计值，因此存在不确定性。输入量为PSD （功率谱密度）曲线，分为加速度、速度、位移或者力的PSD曲线；最常见的是加速度PSD，常用语BASE MOTION基础约束加载。 2. 随机振动的响应符合正态分布，PSD实际上是随机变量的能量分布，也就是在不同频率上的方差值，反映不同频率处的振动能量，PSD曲线所围成的面积是随机变量总响应的方差值； 3. RMS为随机变量的标准方差，将PSD曲线包络面积开平方即为RMS。 4. 随机振动输出的位移、应力、应变等值都是对应不同频率的方差值（即PSD值），量纲为x^2，当然也可以输出这些变量的均方根值（即RMS值）；abaqus6.10以上版本可以直接在场变量里面输出设置。见下文。 5. 如果是单个激励源，定义为非相关性分析，如是多个激励源，则需要定义相关性参数。因此出现type=uncorrelated。 三：模型简介： 1）该模型很简单，是hypermesh中一个双孔模型。 2）网格划分在hypermesh中完成，保证了雅克比>0.7以及网格其它质量的要求。网格与几何具有较高的吻合度。 3）方案1（对应connect模型）：在上方两个孔采用全约束方式，且加载的功率谱PSD密度是加速度功率谱，也就是说基于BASE基础约束，进行随机振动 PSD分析。结果分析底部孔处某节点的结果响应。 4）方案2（对应connect模型）：在底部圆孔施加载荷force类型的功率谱PSD，与前者不同的是，这个不是基础施加PSD，而上某输入位置施加PSD。
关于汽车振动的分析
关于汽车的振动的分析 汽车振动系统是由多个子系统组成的具有质量、弹簧和阻尼的复杂的振动系统。汽车振动源主要有：路面和非路面对悬架的作用、发动机运动件的不平衡旋转和往复运动、曲轴的变动气体负荷、气门组惯性力和弹性力、变速器啮合齿轮副的负荷作用、传动轴等速万向节的变动力矩等。 在汽车工程中,多数振动是连续扰动力,而其他一些则是汽车承受的冲击力和短时间的瞬态振动力。振动又可分为周期性的和随机性的,发动机旋转质量的不平衡转动是周期振动的典型例子,而随机振动主要是由路面不平引起的。所有质量--弹性系统都有自己的固有频率,如果作用于系统的干扰频率接近振动系统的固有频率,就会发生共振现象。因此即使自身具有抗干扰能力的系统,装配到汽车上时仍有可能产生振动问题,这就要求在设计阶段准确建立系统模型及运动方程,分析自由振动特性和受迫振动响应,研究控制振动的方法。 汽车振动按照频率范围可分为： 1、影响行驶平顺性的低频振动：它产生的主要振源由于路面不平度激励使得汽车非悬挂质量共振和发动机低频刚体振动，从而引起悬架上过大的振动和人体座椅系统的共振造成人体的不舒适，其敏感频率主要在1-8Hz(最新的研究表明：当考虑人体不同方向的响应时可到16Hz)。对于乘员其评价指标一般是：针对载货汽车的疲劳降低工效界限和针对乘用汽车的疲劳降低舒适界限，或直接采用人体加权加速度均方根值进行评价；对于货物其评价指标是：车箱典型部位的均方根加速度。由于该指标于人体生理主观反映密切相关，因此试验和评价往往采用测试和主观评价相结
合。 2、车身结构振动和低频噪声：大的车身结构振动，不仅引起自身结构的疲劳损坏，而且更是车内低频结构辐射噪声源。其频率主要分布在20—80Hz 的频带内。由两方面引起：(1)激励源；主要有：道路激励、动力传动系统尤其是动力不平衡和燃烧所产生的各阶激励、空气动力激励；(2)车身结构和主要激励源系统的结构动力特性匹配不合理引起的路径传递放大。当前对于低频结构振动和噪声分析研究的方法有：计算预测分析，(1)基于有限元方法通过建立结构动力学模型取得结构固有振动模态参数对结构动力学特性进行评价，通过试验载荷分析得到振动激励并结合结构动力学模型计算振动响应；(2)基于有限元和边界元的系统声学特性计算和声响应计算。试验分析：(1)各种结构振动和声学系统的导纳测量和模态分析；(2)基于实际运行响应的工作振型分析；(3)基于机械和声学导纳测量的声学寄予率分析； 3、各种操纵机构的振动：操纵机构的振动主要是因为其安装吊挂刚度偏低或自身结构动力特性不当或车身振动过大而产生，它不仅容易使驾驶者疲劳严重时可能使操纵失控。对于这些振动各企业都有相应得评价和限值规定。最为典型的是方向盘(线性)振动(转向管柱振动)，其产生的主要原因是方向盘及管柱安装总成与车身振动或其它激励源发生共振；另一重要的振动现象是行驶过程中的方向盘旋转振动(即：方向盘及转向轮摆振)。其产生的原因是：行驶过程中转向轮的跳动与自身的转动而产生的陀螺效应引起转向轮的波动并被转向结构放大从而引起方向盘旋转振动。 4、空气声：车内空气声是由于隔声吸声措施不当从而使得动力传动
发动机振动特性分析与试验
发动机振动特性分析与试验 作者：长安汽车工程研究院来源：AI汽车制造业 完善的项目前期工作预示着更少的项目后期风险，这也是CAE工作的重要意义之一。在整机开发的前期（概念设计和布置设计阶段），由于没有成熟样机进行NVH试验，很难通过试验的方法预测产品的NVH水平。因此，通过仿真的方法对整机NVH性能进行分析甚至优化显得十分重要。 众所周知，发动机NVH是个复杂的概念，包括发动机的振动、噪声以及个体对振动和噪声的主观评价等。客观地说，噪声与振动也相互联系，因为发动机一部分噪声由结构表面振动直接辐射，另一部分由发动机燃烧和进排气通过空气传播。除此之外，发动机附件（如风扇）也存在噪声贡献。本文仅考虑发动机结构振动问题，即在主轴承载荷、燃烧爆发压力和运动件惯性力的作用下，对发动机结构振动进行分析以及与试验的对比。发动机结构噪声的激励源主要包括燃烧爆发压力、气门冲击、活塞敲击、主轴承冲击、前端齿轮/链驱动和变速器激励等，这些结构振动又通过缸盖罩、缸盖、缸体和油底壳等传出噪声。 发动机结构振动分析方法简介 图1 发动机结构振动分析方法 如图1所示，发动机结构噪声分析方法包括以下几个步骤： 1. 动力总成FE建模及模态校核 建立完整的短发动机和变速器装配的有限元模型；对该有限元模型进行模态分析，通过分析结果判断各零件间连接是否完好；通过分析结果判断动力总成整体模态所在频率范围是否合理，零部件的局部模态频率是否合理，若存在整体或局部模态不合理的情况，需要对结构进行初步更改或优化。
2. 动力总成模态压缩 缩减有限元模型，得到动力总成的刚度、质量、几何以及自由度信息，用于多体动力学分析。 3. 运动件简化模型建立 发动机中的部分动件不用进行有限元建模，可作简化处理，形成梁-质量点模型，用于多体动力学分析。其中包括：活塞组、连杆组和曲轴及其前后端。 4. 动力总成多体动力学分析 在定义了动力总成各零部件间连接并且已知各种载荷的情况下，对动力总成进行时域下的多体动力学分析，并对得到的发动机时域和频域下的动态特性进行评判，同时，其输出用于结构振动分析。 5. 动力总成结构振动分析 基于多体动力学分析结果，对整个动力总成有限元模型进行强迫振动分析，得到发动机本体、变速器以及各种外围件的表面振动特性，进行评判和结构优化。 实例分析 1. 分析对象 以一款成熟的直列四缸1.5L发动机为平台，针对其结构振动问题，对其进行结构振动CAE 分析，并与其台架试验结果相比较。发动机的部分参数如下：缸径75mm，冲程85mm，缸间距84mm，最大缸压6MPa。 2. 坐标定义 为了便于以后叙述，对动力总成进行了坐标定义（见图2）。
发动机噪声与振动
发动机运转时，燃烧噪声，机械噪声和空气动力噪声是主要噪声源。 通常把燃烧时气缸压力通过活塞、连杆、曲轴、主轴承传至机体，以及通过气缸盖等引起发动机结构表面振动而辐射出来的这部分噪声，称为燃烧噪声。发动机的燃烧噪声，是在气缸中产生的。燃烧过程中，气缸内的压力波冲击燃烧室壁，气体自身产生的振动，这种振动及辐射噪声呈高频特性。气缸内压力在一个工作循环内呈周期变化，激起气缸内部机件的振动，其频率与发动机转速有关，通过发动机机体向外辐射噪声，这种振动及辐射噪声呈低频特性。其强弱程度，取决于压力增长率及最高压力增长率的持续时间。 发动机的机械噪声，是指在气体压力和惯性力的作用下，使运动部件产生冲击和振动而激发的噪声。主要有活塞敲击噪声、供油系噪声、配气机构噪声、正时系统噪声、辅机系统噪声、轴承噪声、不平衡惯性力引起的机体振动和噪声等。发动机工作时，由于冲击、摩擦、旋转不均匀和不平衡力作用等原因，激起零部件的机械振动而产生噪声。特别是当激振力频率与零部件的固有频率相一致时，会引起激烈的共振和噪声。发动机的机械噪声随转速的提高而迅速增加。 空气动力噪声，是气体流动（如周期性进气、排气）或物体在空气中运动，空气与物体撞击，引起空气产生的涡流，或者由于空气发生压力突变，形成空气扰动与膨胀（如高压气体向空气中喷射）等而产生的噪声。一般说来，空气动力噪声是直接向大气辐射的。主要分成进气噪声、排气噪声和风扇噪声。 汽车噪音改善材料和方法： 1、发动机噪，路噪，胎噪都属于结构噪音，它的主要产生是震动，最合理的解决办法就是制震。加入减振板配合吸音垫，能很好解决路噪和胎噪。弓I擎噪这个问题我们应理性去看待，引擎声的大小随发动机转速的不同而产生程度不同的噪音，它没有一个恒定的标准，但是，引擎的转速是由车辆行驶状态和驾驶人员操控的。对引擎的声音除了驾驶人员的控制外，汽车隔音工程还能再进一步的改善，具体施工部分如下：（1）引 擎盖的施工能延缓前盖板因温度过高而掉漆，并能减少发动机噪音通过上盖传出的噪音。（2）挡火墙内外部分施工可改善引擎发动后低频音的传入。施工后引擎声变得更加纯净，驾驶人员会有更好的操纵感。如果要引擎声有较明显的改善，施工部分是比较复杂的，具有一定高难度的作业，具体施工部分与步骤有以下几点：①拆开仪表台，完全处理挡火墙内部②卸下发动机，完全处理档火墙外部这个施工对引擎噪音的减少 效果是比较明显的，但是施工过程可能会对车体原有设备造成改变和影响，笔者一般不建议对此部分进行施工操作，对于引擎声应理性善待，不应过分追求引擎声的控制，让引擎发挥它应有的动力感。 2、路噪和胎噪是因为轮胎和路面摩擦产生震动和噪音，所以减震是最好的方法，用减振板或专用减振板和吸音垫及车门密封条对叶子板和车地板及车门进行全面施工可以从减震、吸音、隔音三个源头改善胎噪和路噪。 3、风噪是因为风的压力超过车门的密封抗阻力而形成，所以加强密封阻力是最直接最根本的解决方法，车门密封条和内心密封条就能很好解决这一问题。
车用发动机设备噪声形成原因及控制措施(新编版)
车用发动机设备噪声形成原因及控制措施(新编版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0038
车用发动机设备噪声形成原因及控制措施 (新编版) １．噪声的主要危害 噪声污染不仅对人们的自我感觉和工作能力产生消极的影响，而且能导致健康严重失调、疲劳、早期失聪、高血压、神经疾病等。 ２．车用发动机噪声的形成与对策 发动机噪声主要包括燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声、冷却风扇及其他部件发出的噪声。燃烧噪声是在可燃混合气体燃烧时，因气缸内气体压力急剧上升冲击发动机各部件，使之振动而产生的噪声。柴油中的十六烷值不合适或喷油时间过于提前，会引起发动机工作粗暴，使噪声急剧增大。汽油机由于过热、汽油品质不良和点火提前角过大等原因造成高频爆炸声、敲缸。 发动机内部的燃烧过程和结构振动所产生的噪声，是通过发动
机外表面以及与发动机外表面刚性连接结构的振动向大气辐射的，因此称为发动机表面噪声。根据发动机表面噪声产生的机理，又可分为燃烧噪声和机械噪声。燃烧噪声主要是由于气缸内周期性变化的压力作用而产生的，与发动机的燃烧方式和燃烧速度密切相关；机械噪声是发动机工作时各运动件之间及运动件与固定件之间作用的周期性变化的力所引起的，它与激发力的大小和发动机结构动态特性等因素有关。一般来说，低转速时，燃烧噪声占主导地位，高转速时，机械噪声占主导地位。 降低燃烧噪声，需改善燃烧条件，提高燃烧质量，以达到圆滑的压力波形。采用合理布置火花塞和气门以及采用合适的燃烧室型式和冷却方式即可以达到最有效的燃烧。在燃油方面，汽油的辛烷值越高，点火质量及抗爆振性能越好；对柴油机来说，要选择合适的十六烷值的柴油，如果达不到，可加入点火加速剂，提高点火质量，这样可有效地防治因燃油燃烧引起的噪声。 机械噪声包括活塞敲击声、气门机构冲击声、正时齿轮运转声等。减小活塞敲击声，可采取减小活塞与缸壁之间的间隙和使活塞
ABAQUS软件随机振动分析 final
ABAQUS软件随机振动分析 在工程中，结构一般需要对它进行随机振动分析。典型的例子是：通过机床的振动响应分析进行机床的结构设计，通过对结构的地震响应分析。在电子产品设计中，ABAQUS软件不仅仅能对电子产品进行冲击、热场、加工等过程进行数值模拟，还可以对电子产品在随机振动下产品的响应性能做出很好预测，以优化产品设计。 本例题就某电子产品在随机激励作用下的响应结构为例，采用如下图所示的简化模型，分析在特定随机激励（如图2）中，分析该结构的响应。 图 1 某电子产品结构简化图 图2 随机激励的谱分布 载荷边界条件为：四个底座固支，并在分析过程中，受到随机激励。需要分析整个结构在运动过程中的响应。 启动ABAQUS/CAE，在Start Session对话框中，选择Create Model Database按钮。
一导入模型 由于IGES文件给的是实体模型，我们在 计算中产用shell模型，所以我们需要通过 ABAQUS/CAE中对shell的编辑功能对模型进 行修改。 导入IGES文件成Shell格式。 1．在主菜单选择File -＞Import-＞Part, 进入Import Part对话框。选择相应的 IGES文件，点击按钮。 2．在弹出的Create Part From IGES File 对话框中，如下图，对话框的Topology选择Shell选项，Name选项填写random。 二利用CAE编辑修改模型 在主菜单选择Shape -＞Shell-＞Remove Face,用鼠标点击选择模型中的面，选上之后面会变红色，点击鼠标中键，就可以去掉该面。重复操作，得到下图模型。
发动机表面结构振动与辐射噪声的关系
第3章发动机表面振动与辐射噪声关系的系统研究 所谓发动机噪声除了进、排气噪声和风扇噪声外，主要是指由发动机外表面辐射出来的噪声，而辐射噪声与发动机表面结构振动有着密切的关系。系统地研究发动机表面振动与辐射噪声之间的关系，对于发动机噪声源预测和降低辐射噪声有着极其重要的意义。 3.1内燃机的表面振动 结构的表面振动和辐射噪声之间的关系非常复杂，通常无法确定。通过对噪声和单源振动测定的比较研究可知，大约有50%没有确切的关系。声场环境的影响、声的传播方向、结构振动的频率和相位的不均匀性，以及精确的数学模型极为复杂等因素导致精确的解析分析不可能实现。随机因素的影响和影响因素的随机性使得研究人员转而采用统计分析的方法来完成对振动和噪声辐射之间关系的研究[77-81]。 发动机结构振动可用其模态振型来表示，发动机结构振动的模态振型是由发动机设计所决定的，发动机质量分布、刚度和阻尼决定了其模态频率及其各阶模态之间的频率间隔。 柴油机是一种结构复杂、变工况运行的动力机械。柴油机的表面振动特性决定了其辐射噪声特性。为此，作者对一典型的直列柴油机-CY6102BZQ型柴油机的表面振动进行了实验测试与研究。实验框图如下：
实验仪器如下： 测点布置如下：
图3－1 发动机表面法向振动速度测点布置图测试结果如下：
图3-2机体表面各层法向平均振动速度均方根值 图3-3其它附件表面平均法向振动速度均方根值 图3-4 不同工况下全部测点总的平均振动速度均方根值 由以上试验结果可知，发动机表面各部位的平均振动速度的模式比例基本保持相同，但其振幅随发动机转速升高而增大。这说明，发动机外表面各部位的振动功率大小比例分布基本保持恒定，如果知道了各部位（部件）的表面积，就可预测发动机表面各部件对幅射噪声贡献的大小。这也是表面振动速度法进行噪声源识别的基本原理。
发动机悬置设计
< 整车技术部设计指南）73 发动机悬置设计 概述 汽车的乘坐舒适性——NVH（Noise-噪声、Vibration-振动和 Harshness-声振舒适性）越来越受到人们的重视和关注，因为噪声、振动和舒适性，是衡量汽车制造质量的一个 综合问题，它给汽车用户的感觉是最直接和最表面的。作为汽车动力源的发动机是汽车 主要的振动激励源之一，其气缸燃气压力、转速及输出转矩的周期性波动及不平衡惯性 力（矩）既激起发动机动力总成本身的刚体振动和弹性振动，又激起汽车动力传动的扭 转振动和弯曲振动等，从而导致十分严重的振动、噪声及结构问题，最终传递给车身， 引起整车振动与噪声。 汽车动力总成悬置系统是指动力总成（包括发动机、离合器及变速箱等）与车架或 车身之间通过弹性悬置元件连接而成的系统，发动机动力总成的振动与路面激励力是通 过弹性悬置元件传给车身，该项系统性能设计的好坏直接关系到发动机振动向车体的传递，影响整车的 NVH 特性。因此，最大限度的减小发动机动力总成所产生的振动及噪声 向车身传递，是汽车减振和降噪的主要研究内容之一。 、悬置系统功能介绍 悬置总成的功用 a)悬置系统的首要作用即最基本的作用是支承动力总成的动、静载荷，并使发动机 动力总成在所有方向上的位移处于可接受的范围内，不与前舱内其它零部件发生干涉； b)隔离发动机动力总成的振动，最大限度地降低从发动机动力总成传递到车身/车架 上的振动，能有效的降低振动及噪音； c)在汽车做紧急制动、加速或受其它外界负荷的作用下时，发动机不应有过大的位移； d)隔离由于轮胎及车身的抖动而产生的振动和噪音通过悬置系统而传向发动机动力 总成，降低振动及噪音； e)悬置系统元件需有足够的使用寿命。 动力总成悬置系统设计方法 设计需解决的问题 a)主要起支撑减振的作用，因而，悬置必须要能够支撑起动力总成，并且保证其三
发动机噪声与振动
汽车噪声与振动 ——理论与应用 汽车噪声的传递有固体波动和气体波动两种传播形式。通常500Hz以下的低、中频率噪声主要以固体波动形式传播，而在较高的频带则以空气传播为主。 第十章发动机的振动 第十一章发动机的噪声 在相同条件下，柴油机的排气噪声要比汽油机的排气噪声大，二冲程燃机的排气噪声要比四冲程的大。柴油机的排气声呈明显的低频性，能量主要集中在基频及其倍频的频率围；中频围主要是排气管气柱振荡的固有音；高频围主要包括燃烧声和气流高速通过气口的空气动力噪声。 发动机两种噪声：纯音和混杂音。纯音是窄频带的，用抗性消音器；混杂音是宽频带的，用阻性消声器。 抗性消声器：将能量反射回声源，从而抑制声音。 阻性消声器：声能被吸声材料吸收并转化成热能，从而消声。
发动机噪声估算： 1、柴油机声功率级 )lg( 30)lg(1057b b b W n n P n L ++≈ （dBA ） 式中：W L ——柴油机声功率级； b P ——柴油机标定功率（kW ）； b n ——柴油机标定转速（r/min ）； n ——柴油机实际转速（r/min ）。 2、柴油机机体表面辐射声功率级的近似公式 柴油机机体表面辐射的31倍频程声功率级近似计算公式如下： )lg(2010001000) 1(lg 1052)(b b b b W n n f f m P P n f L +? ?????+++≈ 式中：f ——31倍频程中心频率（Hz ）； m ——柴油机质量（kg ）。 3、汽油机声功率级估算 )lg( 50)lg(1057b b b W n n P n L ++≈ （dBA ） 以上公式只是估算，公式已显旧。 机体结构特性： 结构特性主要指振型、固有频率和传递函数。 燃烧噪声：由于气缸燃烧，将活塞对缸套的压力振动通过缸盖—活塞—连杆—曲柄—机体向外辐射的噪声称为燃烧噪声。 机械噪声：活塞对缸套的撞击、正时齿轮、配气机构、喷油系统、辅助皮带、正时皮带等运动件之间的机械撞击所产生的振动激发的噪声称为机械噪声。
发动机悬置的结构、作用、设计要求
发动机悬置的结构、作用、设计要求 1.概述： 随着当前底盘、发动机技术的日臻完善，车辆的振动、噪声的控制转而成为各个整车厂在研发上的重中之重。据统计分析在一个车辆系统的上万个零部件中，对振动起关键作用的大概有二百个。 它们又分别在整车的振动系统中起不同的作用。这里仅对发动机产生的振动经由发动机悬置到车身的振动系统的结构、作用、设计要求给出一定程度的阐述和说明。 整车不同的部件都有自己的固有频率，见下表：
振动情况及位置频率Hz 路面激励的频率范围车体1~3 座椅和驾驶员4~8 发动机总成5~18 前后桥10~16 车轮共振11~15 排气管机械系统12~22 发动机的振动频率范围怠速抖动20~30 车体弯曲扭转25~40 方向盘抖动25~40 发动机总成弯曲130~230 排气管气体系统100~1000 变速器噪声350~600 进气系统噪声100~600 发动机噪声1000~5000 基于汽车振动学的相应设计优化，应最大可能的避免整车主要部件在各种工况下的振动耦合。悬置的作用概括来说就是对发动机振动和路面激励的隔离和吸收，减少乘客舱中人所受的影响，降低其他零部件因为过多振动产生的疲劳破坏。 2.悬置系统的结构 2.1布置概念： ◆前轮驱动——较低排量， ◆后轮驱动——较大排量。 质量发动机+变速箱发动机+变速箱+驱动轴 转距约1/4的驱动转距T 全部的驱动转距T 转距 方向 纵向横向 ●动力总成纵置，如海狮、阁瑞斯。
●动力总成横置，如尊驰、骏捷等。 4G63 4G64 4G93 4G18 等动力总成 中华1.8T 宝来等车的 动力总成。 2.2结构概念： ●橡胶悬置 悬置结构为橡胶＋金属支架，在低频、大振幅的动刚度和滞后角变化小。在高频、小振幅激励下的动刚度和滞后角变化不大，容易产生动态硬化现象，常用于发动机前后悬置，阻止发动机过渡扭转。 ●液力悬置
汽车发动机停车振动现象分析与解决方案
万方数据
万方数据
第５期王葵：汽车发动机停车振动现象分析与解决方案 ▲图４未采取抑振措施 ▲图５采取抑振措施 ▲图６加速度传感器安装图 加装抑振装置前后振动特性数据表 怠速时振动停车中振动振幅放停车发动机状态 加速度均值加速度最大值大倍率时间／ｓ未采取抑振措施９．０４Ｇ５３．８Ｇ５．９５７ 采取抑振措施８．９６Ｇ９．０４Ｇ１．０ｌ３４。２试验结论 加装抑振电磁阀前，操纵杆在汽车发动机停车过程中出现剧烈抖动，如图７所示。最大振动加速度是怠速状态时的５—６倍，停车时间为７ｓ。 加装抑振电磁阀后，振动现象得到极大的改善，未见振动加速度明显放大现象，如图８所示。振动加速度放大倍率下降到１左右，停车时间缩短为３ｓ左右，基本上消除了共振现象。 ５抑振装置的主要创新点及小结 本抑振装置没有采用传统的橡胶或液压悬置隔振减振 ▲图７操纵杆抑振前振动特性 ▲图８操纵杆抑振后振动特性 法，而是针对发动机停车时共振的特点，采用短时关闭进气道，从耗减回转惯性能量这一根本出发，缩短发动机停车的时间，从而达到抑制振动的效果。抑振装置中的电磁阀克服了普通大ｌＺｌ径气阀关闭效率高，但动作时间长的缺陷，其合理的阀体结构，配以合理的驱动和控制方式，有效地解决了发动机停车时剧烈振动的问题。 本抑振装置为一个全新试制开发的产品，在目前周内所有的柴油型汽车上均没有出现过，该抑振装置的正规铸铝模具产品在国内某型号柴油ＳＵＶ上首次实际装车后，能够十分有效地抑制发动机的停车振动现象，且对发动机的动力性能没有任何不良影响，极大地提高了驾驶的舒适性，达到了良好的效果。 参考文献 ［１］董铁有．汽车构造（发动机）［Ｍ］．北京：人民交通出版社．２００５． ［２］谢里云．汽车发动机燃油系统结构与维修［Ｍ］．广州：广东科技出版社。１９９４． ［３］张志沛．汽车发动机原理［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００３．［４］（日）高野二郎．降低柴油机起动及停车时振动的研究［Ｊ］．国外内燃机，２００６．３：４５～５０． ［５］王葵。李照霞，陈国平．一款实用的电磁气阀［Ｊ］．机械工程师，２００６．１２：１１０一１１１． ［６］熊伟．发动机悬置隔振性能及优化研究［Ｄ］．重庆：重庆大学，２００３． 作者简介：王葵（１９６８一），男，安徽桐城人．实验师；从事机械设计和制造方面的教学和实验工作，发表论文近１０篇。获得国家实 用新型专利１项。 万方数据
(汽车行业)汽车发动机振动噪声测试系统
（汽车行业）汽车发动机振动噪声测试系统
附件1 汽车发动机振动噪声测试系统 用途及基本要求： 该设备主要用于教学和科研中的振动和噪声测量，要求能够测量试验对象的振动噪声特性（频率、阶次、声强等），能对试验数据进行综合分析。该产品的生产厂应具有多年振动噪声行业从业经验，有较高的知名度和影响力。系统软件和硬件应该为成熟的模块化设计，同时具有很强的扩展能力，能保证将来软件和硬件同时升级。 设备技术要求及参数 设备系统配置 数据采集系统壹套； 数据测试分析软件壹套； 传声器2个； 加速度计2个； 声强探头1套； 声级校准器1个； 笔记本电脑壹台 数据采集、控制系统技术要求 主机箱壹个；供电采用9～36V直流和200～240V交流； 便携式采集前端，适用于实验室及现场环境； 整机消耗功率<150W； 工作环境温度：-10?C～50?C； 中文或英文WindowsXP下运行，操作主机采用笔记本电脑； 输入通道数：4个之上，其中2个200V极化电压输入通道、不少壹个转速输入通道； 输入通道拥有Dyn-X技术，动态范围160dB； 每通道最高采样频率：≥65.5kHz，最大分析带宽：≥25.6kHz； 系统留有扩充板插槽，根据需要能够进壹步扩充；数据采集前端可同时连接多种形式传感器,包括加速度计、转速探头、传声器、声强探头等； 系统具有堆叠和分拆能力，多个小系统可组成多通道大系统进行测量。大系统可分拆成多个小系统独立运行； 采集前端的数据传输具备二种方式之壹：①通过10/100M自适应以太网传输至PC；②通过无线通讯以太网技术传输至PC，通信距离在100米之上。使测量过程更为灵活方便，方便硬件通道和计算机系统扩展升级； 多分析功能：对同壹信号可同时进行FFT和CPB分析和显示处理；对同壹信号也可同时设置不同的分析带宽进行分析； 输入通道采用至少24位的A/D； 自动检测带传感器电子数据表的传感器（即插即用） 数据测试分析软件系统技术要求 多通道输入测量信号且行采集、处理和存储；根据需要能够进壹步扩充； 多通道实时在线显示； 能测量传递函数、自功率谱、互功率谱、自相关函数、互相关函数、能测量相干函数、概率密度函数、脉冲相应函数、倒频谱、时域波形,能进行动态信号的微积分、四则运算、编辑等；系统具有自动报告生成功能。测试报告模板可根据用户需求定制，用户可从Word中自动得到实时更新的测量曲线和数据等； 函数可用各种图形类型显示，包括：瀑布图、彩色等高线图、条状图、线状图、曲线图、阶
发动机振动特性分析与试验(精)
发动机振动特性分析与试验(精)
发动机振动特性分析与试验 作者：长安汽车工程研究院来源：AI汽车制造业
完善的项目前期工作 预示着更少的项目后期风险，这也是CAE工作的重要意义之一。在整机开发的前期（概念设计和布置设计阶段），由于没有成熟样机进行NVH试验，很难通过试验的方法预测产品的NVH水平。因此，通过仿真的方法对整机NVH 性能进行分析甚至优化显得十分重要。 众所周知，发动机NVH是个复杂的概念，包括发动机的振动、噪声以及个体对振动和噪声的主观评价等。客观地说，噪声与振动也相互联系，因为发动机一部分噪声由结构表面振动直接辐射，另一部分由发动机燃烧和进排气通过空气传播。除此之外，发动机附件（如风扇）也存在噪声贡献。本文仅考虑发动机结构振动问题，即在主轴承载荷、燃烧爆发压力和运动件惯性力的作用下，对发动机结构振动进行分析以及与试验的对比。发动机结构噪声的激励源主要包括燃烧爆发压力、气门冲击、活塞敲击、主轴承冲击、前端齿轮/链驱动和变速器激2. 动力总成模态压缩
缩减有限元模型，得到动力总成的刚度、质量、几何以及自由度信息，用于多体动力学分析。 3. 运动件简化模型建立 发动机中的部分动件不用进行有限元建模，可作简化处理，形成梁-质量点模型，用于多体动力学分析。其中包括：活塞组、连杆组和曲轴及其前后端。 4. 动力总成多体动力学分析 在定义了动力总成各零部件间连接并且已知各种载荷的情况下，对动力总成进行时域下的多体动力学分析，并对得到的发动机时域和频域下的动态特性进行评判，同时，其输出用于结构振动分析。 5. 动力总成结构振动分析 基于多体动力学分析结果，对整个动力总成有限元模型进行强迫振动分析，得到发动机本体、