V6柴油機怠速聲品質的改善

V6柴油機怠速聲品質的改善

現代公司對采用新8擋自動變速器的V6柴油機怠速聲品質進行了研究。試驗模態分析結果表明，與現有系統相比，新動力總成第1種縱向彎曲模態的動態特性降低＜7%。由于這款發動機具有最高的功率和扭矩，壓縮比從17.3降到16.0，最大噴油壓力增加到180MPa，燃燒室形狀改變，以及采用DPF系統導致排氣背壓增加，因而燃燒性能較差，燃燒噪聲較大。

采用被動約束涂層減振處理優化正時鏈罩。結構阻尼分析得知，在1.4～2kHz范圍內發動機前端的結構阻尼水平很差，主要原因是正時鏈罩產生諧振。改善發動機結構阻尼的最有效方法是對鏈罩進行被動約束涂層減振處理。通常被動約束涂層減振處理采用的粘彈性芯層材料的特性與溫度和頻率具有很強的相關性。典型做法是在過渡區域中采用粘彈性材料。此區域的特征是模數隨溫度上升而降低，損耗因子在該區域中間達到峰值，最大值對應儲備模量曲線上斜率的最高點，因此建議以一定的儲備模量來激發材料所需達到的特性。通過對鏈罩上模態形狀的分析找到共振部位，選擇作為減振處理的最佳位置，以能在被動約束涂層減振處理面積最小的情況下，提供理想的減振能力來抑制發動機前端輻射噪聲，其結果為在1.6kHz倍頻帶，發動機前端輻射噪聲降低1.5dB。

凸輪軸剪式齒輪結構的優化。采用剪式齒輪消除因扭矩波動引起輪齒相對運動而產生的背隙，然而其并不能有效地消除振動噪聲。剪式彈簧的扭力從117.7N增加到176.5N，以改善發動機怠速聲品質。對凸輪軸剪式齒輪的裝配情況和彈簧力進行分析可知，當每個剪式齒輪出現與凸輪軸無關的轉動時，剪式齒輪與彈簧之間的干涉能得以抑制。

發動機管理系統的優化。該發動機的燃燒性能較差，因此通過控制預噴射和后噴射優化燃燒。關鍵是如何控制第2階段噴油時初始噴油速率的快速增大。以0.1°燃燒壓力波形為例進行頻譜分析的結果表明，該燃燒模式的缸內最大壓力比原有發動機低10%，頻率在280Hz以上時，噪聲最大可降低6dB；通過改善壓力升高率的第2個峰值，有利于降低燃燒噪聲。比較結果表明，發動機怠速穩定性得到改善，各缸燃燒壓力的偏差變得更小。在每個發動機安裝支架的輸入點上，670～3000Hz范圍振動噪聲降低了6～7dB。在500～700Hz的中頻范圍和1～3kHz高頻范圍，車內噪聲均得到改善。

刊名：國外內燃機

刊期：2012年第4期

作者：Lee K-H

編譯：章海峰