基于數值和試驗方法的小型汽油機NVH特性優化分析

基于數值和試驗方法的小型汽油機NVH特性優化分析

近些年，汽車行業對汽油機燃油效率和廢氣排放的關注度不斷提高，尤其是在小型車市場。因而，低成本、輕量化、小型化、響應迅速和高燃油效率的汽油機更具有市場競爭力。與4缸汽油機相比，3缸汽油機具有較小的循環往復質量，因而在相同排量下，能夠實現上述要求。但是，3缸汽油機由于存在較大的點火間隔，因此其各個氣缸之間存在較大的扭矩波動，這惡化了3缸汽油機NVH特性。結合數值和試驗的方法，對3缸汽油機的各子系統和組件進行優化，改善其NVH特性。

結合數值和試驗的方法對3缸汽油機的NVH特性進行優化時，首先基于第一性原理對3缸汽油機進行數值仿真，確定出不同設計參數下3缸汽油機的NVH特性，并利用有限元方法和計算流體動力學方法對確定出的結果做進一步分析和驗證；然后基于分析驗證得到的結果，通過零部件供應商，對有必要進行更改的零部件進行更改；之后進入整個開發循環階段，在每個階段利用數值的方法進行NVH特性分析，并利用聲強識別、模態性能識別等先進的振源識別技術通過試驗確定出影響3缸汽油機NVH特性的關鍵組件；最后聯合數值和試驗的方法對整車級的NVH特性進行分析。對一臺排量1.2L的小型化自然吸氣汽油機進行上述過程的NVH特性分析，并進行了汽油機基礎結構優化設計；基于模態性能的曲柄連桿機構、配氣機構、曲軸箱、氣缸蓋、正時驅動系統設計；安裝結構的優化設計。通過優化分析，雖然使整車質量增加了3%，但在正常行駛條件下的整車噪聲卻降低了2.5dB，怠速條件下降低了2dB。

Shriram K.Kulkarnietal. SAE2017-26-0211.

編譯：李臣