排气系统的试验研究

随着汽车工业的迅速发展,人们对于汽车的振动噪声控制的要求越来越严格。据有关资料表明,汽车噪声严重地污染着城市环境,影响着人们的生活、工作和健康。如今,NVH(Noise噪音、Vibration振动、Harshness声振粗糙度)的抑制已成为汽车研发与生产的重点概念。文章通过对某轿车在怠速工况下进行基本性能测试,找到了排气系统是该试验车的最主要振动噪声源之一;然后,对排气系统进行了试验,验证了车内振动噪声的来源;最后,通过汽车CAE技术,使排气系统吊钩位置得到改进,实现排气系统NVH性能优化,从而有效地降低了车内的振动噪声。     

发动机排气歧管断裂分析及其设计改进

排气歧管是发动机的主要受热件,工作热负荷大,振动强度高,工作环境极其恶劣。某新开发的发动机在进行A lpha样机耐久性试验时发生了排气歧管断裂故障。文章分析了如何借助CAE软件分析该排气歧管发生断裂的根本原因,基于失效原因提出了新的排气歧管设计方案,并使用CAE软件NASTRAN 2005对新旧两种设计方案进行了对比分析,确认了新方案的可行性。     

某SUV排气系统振动引起车内低频轰鸣问题研究

针对某SUV车内产生低频轰鸣的问题,应用CAE仿真和试验方法研究噪声产生路径及解决方法,判断出该问题是由排气系统振动并通过"排气系统—发动机—悬置系统—车内"路径传递到车内引起。通过修改排气系统模态,使车内噪声降低0~5d B,成功解决该车车内轰鸣问题,并验证了所用排查路径及解决方法的正确性和可行性。     

某SUV排气系统模态分析及吊挂位置优化研究

文章运用Hypermesh对某SVU排气系统几何模型进行合理简化,建立CAE模型,分析排气系统模态并与试验结果对比,验证CAE模型的准确性。在此基础上根据排气系统自由模态结果,计算各潜在吊耳位置点的模态位移,运用平均驱动自由度位移理论对排气系统计算得到的各阶模态位移进行加权叠加,求和后选取位移较小的位置点作为排气吊耳潜在吊挂点。通过对排气进行吊挂动态力对比分析,验证吊挂位置的合理性。     

通用小型汽油机气缸布置方式对整机振动的影响

以168 F小型汽油机为例,用试验和模拟计算的方法研究了无平衡轴、用曲轴平衡块平衡往复惯性力的通用小型汽油机的振动特性。结果表明：低怠速时汽油机的振动主要受缸内燃烧循环波动的影响;高速时与整机平衡性和气缸布置等结构设计有关,转速愈高,整机当量振动烈度愈大。用 Adams软件模拟计算气缸斜置角不同时小型汽油机的振动特性,结果表明：气缸斜置45°时高速工况振动最小;卧式或立式气缸布置时高速工况振动都较大;气缸45°斜置结构较气缸卧式布置,整机当量振动烈度低41．9％,气缸斜置45°较原机25°斜置结构的整机当量振动烈度也可减少29．5％。气缸斜置角度不同,汽油机激振力在各个方向分力也不同,气缸斜置45°时激振力分布最合理,汽油机振动最小。     

排气系统悬挂引发汽车NVH问题研究

排气系统的振动主要是通过排气系统的悬挂传递到车身,悬挂点的合理布置可以有效降低由排气系统引起的整车振动和噪声,提高整车舒适性.本文主要论述了排气系统悬挂影响整车NVH的原因,通过论证分析、试验验证,提供解决方法.     

某商用皮卡排气系统力学性能仿真研究

文章采用ABAQUS和HyperMesh软件,对某商用车皮卡排气系统进行了CAE自由模态、约束模态和强度分析,多方面校核了排气系统力学性能,结果显示排气系统避开了发动机怠速共振频率,排气系统支架最大应力小于材料屈服强度,满足设计目标。     

汽车排气系统疲劳耐久性的CAE分析研究

针对某型汽车排气系统的结构疲劳耐久性问题,提出了基于MSC.Fatigue的CAE分析方法.即通过合理处理汽车排气系统的实体模型来建立有限元模型,并模拟装车时的行驶状态对有限元模型进行边界条件加载,进而利用MSC.Fatigue对应力计算结果进行疲劳寿命分析,从而解决了寻找排气系统疲劳损坏易发位置和模拟计算疲劳寿命的问题.     

基于现代设计方法的柴油机振动特性研究

利用现代设计方法,在某车用柴油机振动激励力分析的基础上,开展了整机振动响应特性的仿真分析,获得了柴油机整机的预期振动结果,通过与台架整机振动试验结果对比,两者误差小于10%,达到了工程应用的要求,同时也说明采用预测设计分析的方法预测柴油机整机振动是合理可行的。     

某乘用车排气系统振动性能的优化EI北大核心CSCD

为改进某乘用车排气系统的振动性能,建立了其有限元模型,用Nastran软件进行静力学和动力学计算、吊耳位置评估和排气系统的运动包络面计算。以最小化挂钩垂向动态载荷最大值与标准差和吊耳的静变形量与预载力标准差为目标,以吊耳隔振量不小于20dB为约束条件,以吊耳和波纹管动刚度为优化变量,建立了排气系统振动性能的多目标优化模型。优化结果表明,挂钩垂向动态载荷最大值与标准差和吊耳的静态变形量与预载力标准差都有明显降低,文中提出的优化方法对控制排气系统振动和提升结构疲劳耐久性有重要的参考价值。     

Optimal design of the exhaust system layout to suppress the discharge noise from an idling engine

At the idle engine speed, the exhaust discharge noise is influenced by resonances in the whole system, which is composed of connecting pipes and silencers. This pipe resonance radiates a high level of low frequency discharge noise, which is dominated by the low order harmonics of the engine firing frequency. This low frequency noise deteriorates the vehicle’s interior noise level and quality. The following study attempted to optimize the layout of an exhaust system to minimize low frequency noise by changing the position of silencers and the lengths of inlet and outlet pipes in each silencer. After modeling the exhaust system using four-pole parameters, the acoustical performance of the system was evaluated using the system insertion loss. In the optimization, the virtual attenuation coefficient, which corresponds to the amount of attenuation coefficient required for the silencers, was calculated to find a minimum value for the layout. The simulated annealing method, which is also known as finding an optimal, was employed in searching for the optimized exhaust layout. Test examples of two cases, for two and six design variables, were used. When the number of design variables was two, the positions of the center and rear silencers were considered. When the number of design variables was six, the positions of the two silencers and the lengths of the inlet and outlet pipes were considered. Three typical layouts for the exhaust system of each case were designed, including the given system and an optimal system. By comparing the predicted and measured discharge noise level, it was confirmed that the optimized exhaust layout has a higher noise reduction than the other layout designs.     

汽车排气系统的模态分析

汽车排气系统同发动机和车体相连,为降低发动机工作过程对环境和乘员造成的影响,文章对排气系统进行了模态分析,并探讨了发动机的振动对汽车排气系统的影响,得出排气系统在各阶频率下的振型图。通过模态分析可知,发动机的激励频率对排气系统有一定影响,指出为避免排气系统发生共振,进行优化设计时,应使各阶的固有频率避开发动机的工作频率,改善排气系统的性能,延长使用寿命。     

车用柴油机排气微粒分流式稀释取样测量系统的研制

本文设计了一种测量车用柴油机排气微粒的分流式稀释取样系统并制出了实验样品。文中说明了系统的布置和主要参数。重点是用ＣＯ２示踪法标定了不同发动机工部下的稀释比。用该系统测量一台车用柴油机的排气微粒结果表明该系统效果好，很实用。     

汽车排气总管的振动控制

为减小菜轻型货车排气总管在发动机怠速情况下的振动，利用MSC／NASTRAN有限元分析软件对其进行模态分析。分析结果表明：怠速下发动机的激励频率与该排气总管的固有频率发生耦合，引起了共振。针对实际生产情况，通过改进发动机与排气总管的连接方式改变了排气总管的固有频率，降低了振动。     

发动机舱过热的仿真分析

针对发动机舱存在过热现象,应用CAE技术对整车在怠速时的机舱内空气流动状况进行了仿真分析,结果显示在散热器、冷凝器及风扇处存在回流现象,经过排气歧管的气流因其它部件遮挡而流向右大灯,且排气歧管温度很高,相当于对气流进行加热,造成右大灯温度过高。文章通过设置导流通道来增加进风量和减小回流,改善了发动机舱内的空气流动状况,因此,该方案是有效可行的,指出通过对发动机舱进行冷态的模拟仿真并辅助一定的实践经验完全可以解决好发动机舱过热问题.     

基于模态分析的发动机齿轮室盖优化设计

某柴油发动机齿轮室盖在试验中振动较大,为解决这一问题,文章采用声学振动测试与CAE模态分析相结合的方法,对齿轮室盖进行优化设计,并进行试验验证。结果证明通过在齿轮室盖薄弱位置处添加加强筋,可以有效提高其固有频率,避开发动机在3600r/min转速下的主要贡献频率,改善齿轮室盖的振动情况。CAE模态分析方法能够有效识别结构件的薄弱区域,通过加强局部刚度,改善振动性能。     

强噪声背景下的柴油机失火故障诊断

柴油机失火是常见的故障模式,传统的诊断方法不仅参数获取困难且准确性差。针对此问题,以3缸四冲程柴油机为研究对象,设计了柴油机失火故障的预置试验,采集排气噪声和缸盖振动信号进行故障诊断研究。为提取强噪声背景下的微弱信号,采用二次采样随机共振系统提取柴油机故障特征频率完成柴油机的失火故障诊断。研究结果表明,通过二次采样处理,随机共振系统可以将噪声能量转移到柴油机微弱特征信号上,达到大参数条件下微弱信号特征提取的目的,能有效识别柴油机的早期故障,对其他复杂机械的振动诊断同样具有参考价值。     

基于虚拟样机的3缸机曲轴系扭振分析及优化研究

3缸发动机的结构特点使得其惯性力和力矩相对于4缸机难以平衡,其曲轴系的扭转振动更难控制,从而严重影响发动机运转过程中的NVH性能。为改善发动机曲轴系扭振及整机NVH性能,采用一维与三维多体系统仿真体系对某3缸发动机扭转振动进行了分析预测,并进行试验验证,而且对3缸机的扭振特性与扭转控制进行了深入解析与研究。结果显示,虚拟样机能够精确地复现发动机的实际工作状态,其曲轴系上采用的非承载式曲轴扭振减振器使该款发动机的扭振保持在较好水平。     

重型国Ⅵ柴油车后处理器温度场研究

重型柴油发动机涡轮增压器后的排气温度可以达到530℃左右,考虑发动机到后处理器排气管路的温降,排气到达后处理器后,内部排气温度依然最高可达520℃以上,而其壳体表面温度约为250℃左右,这对于重型车机舱热管理以及整车布置依然是一个不小的挑战。通过对后处理器内部与外部温度在极限工况下进行试验测试,探究其温度场分布及温降趋势,以及隔热措施的效用,研究成果对相关从业人员具有参考意义。