Разработка методики и инструментальных средств для прогнозирования структурного шума двигателя внутреннего сгорания

• Автор: Яковенко, Андрей Леонидович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с.

Перечень принятых сокращений

Введение

Глава ! . Обзор литературы. Постановка цели и задач работы

1.1. Структура акустического излучения ДВС

1. V. 1. Аэродинамический; шум двигателя

1.1.2. Структурный шум двигателя

1.2. Источники и механизм образования структурного шума ДВС

1.2.1. Структурный шум от колебаний двигателя на подвеске

1.2.2. Структурный шум от колебаний наружных поверхностей

1.2.3. Механизм образования структурного шума ДВС

1.3. Акустический баланс ДВС
Г.4; Методы исследования структурного шума ДВС
1.5. Применение современных информационных технологий при
выполнении виброакустических исследований ДВС
1.5:1. Использование , CALS-технологий в области
виброакустики ДВС
1.5.2. Состав и структура ЕИП «ДВС»
1.5.3. Моделирование конструкции, рабочего процесса и структурного шума ДВЄ на различных этапах его жизненного цикла
1.5.4. Использование систем трехмерного моделирования и инженерного анализа для решения задач виброакустики

1.6. Методы снижения структурного шума ДВС
1.7. Цель и задачи работы
Глава 2. Моделирование структурного шума и конструкции двигателя внутреннего сгорания
2.1. Модель для расчета акустической мощности основных
источников структурного шума ДВС
2.2. Моделирование структурного шума от рабочего процесса

2.3. Методика расчета структурного шума от перекладок поршней
2.4. Интегрированная методика и инструментарий для прогнозирования структурного шума двигателя внутреннего сгорания
2.4.1. Подсистемы геометрического моделирования «КШМ» и «МГР»
2.4.2. Подсистема «Рабочий цикл»
2.4.3. Подсистема «Структурный шум»
Глава 3. Расчетное исследование влияния параметров конструкции, рабочего процесса и режима работы двигателя на уровень его структурного шума
3.1. Объекты исследования
3.2. Программа исследования
3.3. Результаты исследования
3.4. Анализ результатов расчетного исследования
3.4.1. Влияние частоты вращения коленчатого вала на уровень акустической мощности источников структурного шума

3.4.2. Влияние коэффициента короткоходности К на уровень структурного шума от рабочего процесса и перекладок поршней
3.4.3. Влияние коэффициента короткоходности К на мощностные и экономические показатели двигателя
3.4.4. Влияние наддува на уровень структурного шума ДВС
' 3.4.5. Влияние компоновочной схемы и количества цилиндров
на уровень структурного шума ДВС
3.4.6. Влияние зазора между юбкой поршня и цилиндром на
уровень структурного шума от перекладок поршней

Глава 4. Экспериментальное определение уровня структурного шума

4.1. Цели исследования
4.2. Методика определения акустической мощности дизеля
8ЧН 12/13 по внешней скоростной характеристике
4.2.1. Экспериментальная установка и . применяемое оборудование
4.2.2. Обработка результатов измерения звукового давления.
Расчет акустической мощности
4.3. Результаты экспериментального определения спектров и
уровней звуковой мощности дизеля 8ЧН 12/13
4.4. Расчет уровней звуковой мощности источников структурного шума дизеля 8ЧН 12/13 с использованием реализованной методики прогнозирования структурного
шума
Выводы
Литература

мощности. Согласно этому наиболее активным излучателем является блок-картер, так как он обладает значительной площадью боковых поверхностей, к нему крепится большое количество навесного оборудования, на.нем установлен ряд механизмов, и он воспринимает нагрузки от газовых сил, соударений в механизмах и др. Следовательно, в первую очередь при проектировании, двигателя с учетом перспективных акустических требований необходимо подбирать виброакустические характеристики именно этого элемента.
Выполнен анализ методов воздействия на конструкцию блока-картера, показавший, что самыми, распространенными способами снижения уровня структурного шума от блока-картера являются следующие:
- выпукло-вогнутая-форма стенок блока-картера;
- объединение-крышек подшипников коленчатого вала в единый модуль;
- добавление ребер на блоке-картере.
Существуют и некоторые другие методы изменения, виброакустиче-ских характеристик блока-картера.
Повысить жесткость, системы «ДВС-трансмиссия» можно путем установки дополнительных элементов, например, боковой жесткой* рамы [77]. Трансмиссия присоединяется к двигателю с. торца. Жесткая боковая рама, соединяет головку блока цилиндров, блок цилиндров и корпус трансмиссии. В результате уменьшаются шум. и вибрации.
Одним из вариантов, модернизации конструкции блока-картера-является установка навесных агрегатов на двигатель непосредственно, без кронштейнов. Подобное мероприятие было выполнено на силовой- установке Northstar в автомобилях Cadillac [86]. В результате было достигнуто снижение вибраций и уровня шума.
Помимо совершенствования* конструкции блока-картера уделяется внимание и ненагруженным корпусным деталям, обладающим существенной площадьюповерхности.
В-частности, фирма Woco Franz Josef Wolf and Со спроектировала и изготовила для двигателей автомобилей Audi A4 и Passat фирмы Volkswagen