内燃机冷却水泵内部流动及其诱导振动噪声特性
发布时间：2021-07-26 14:00
本文在国家自然科学基金项目“离心泵进口畸变流诱导噪声作用机理研究”（编号:51509108）、中国博士后基金项目“汽车发动机冷却水泵内部流场畸变及其诱导噪声机理研究”（编号:2016T90422）、国家重点研发计划课题“叶片泵多目标水利设计方法及气液两相增压输送关键技术”（编号:2018YFB0606103）的资助下展开,本论文还受到国家重点研发项目“复杂环境工程抢救关键技术研究及应用示范”（编号:2018YFC0810505）的资助。内燃机冷却水泵具有结构尺寸受空间限制、工作时冷却液温度过高和转速范围变化大等特点。进口不稳定来流导致内部流场极其复杂,产生的激励力造成冷却水泵较严重的振动噪声问题。如何提高冷却效率、改善运行稳定性和安静性,已成为制约相关产品发展的技术难题。因此,对内燃机冷却水泵内部流动及其诱导振动噪声进行研究具有重要的工程价值及理论意义。本文采用机理分析、试验研究、数值计算相结合的方法,对内燃机冷却水泵的内部流动情况及诱导振动噪声特性进行较为全面的研究,本文的主要研究内容和创新点如下:1.分析了冷却水泵振动噪声的来源,并根据诱导机理进行分类,概述了国内外研究现状,以真机...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冷却系统示意图
10（b）传播路径图 2.1 振动噪声源及传播路径Fig. 2.1 Vibration and noise source and propagation path机械振动按照激励特性可分为三种类型[52]：（1）自由振动，是在系统平衡状态被破坏后，由弹力维持的振动，与材料的品质密切相关；（2）自激振动，是无激振力作用下，系统产生持续而稳定的周期振动；（3）受迫振动，该振动是由系统受到周期力的激励造成的，振动频率与激振力频率有关。当激振力频率接近某一值时，振幅会出现显著增大的情况，即共振现象。在系统振动过程中，能量不可避免地会发生耗散，这一特性称为阻尼。
对于简单的有阻尼弹簧振子系统，如图 2.2（a）所示，当施加简谐外力：s(t ) F cos( t)（2-1）式中，s(t )为简谐力函数；F 为外力幅值； 为频率；t为时间。经过推导，可以得到运动方程（2-2）及其通解（2-3）。mx cx kx F cos( t)（2-2）x P cos( t )（2-3）式中，m为质量； x为加速度； x为速度；c为阻尼系数；k 为弹性系数； 为相位角；P 为最大振幅，由下式给出：2 2 2 1/2[(1 ) (2 ) ]DP （2-4）式中， D F /k，表示相对外力；2ncm ，表示系统的阻尼大小；nkm ，表示系统的固有频率； /n 。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同叶轮形式对汽车冷却水泵性能的影响[J]. 张启华,杨欣叶,徐媛晖,曹丽,闫召旭. 流体机械. 2018(07)
[2]非稳态流体激励下离心泵转子振动特性研究[J]. 姚永灵,卢修连,卢承斌,马运翔,杨建刚. 流体机械. 2018(04)
[3]流体激励下多级离心泵辐射噪声特性研究[J]. 刘厚林,李钰,王凯,刘中纯. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(11)
[4]变转速工况下离心泵蜗壳辐射噪声变化规律的数值研究[J]. 董沛鑫,高明,管洪军,路东岳,宋坤卿,孙奉仲. 振动与冲击. 2017(13)
[5]涡声理论在汽车A柱气动噪声优化中的应用[J]. 王毅刚,黄晓胜,危巍,杨志刚. 噪声与振动控制. 2017(02)
[6]关于作用在离心压缩机上的流体激振力以及由此产生的转子振动特性综述[J]. 詹姆斯,弗雷德·马修,马克. 风机技术. 2017(01)
[7]汽车发动机冷却水泵的研究进展[J]. 宋长青. 内燃机与配件. 2016(10)
[8]水动力噪声计算方法综述[J]. 李环,刘聪尉,吴方良,陈灿. 中国舰船研究. 2016(02)
[9]离心泵内部空化特性的数值模拟与试验研究[J]. 胡锦蘅,余波,刘彬,李文浩. 黑龙江大学工程学报. 2016(01)
[10]汽车发动机冷却水泵的研究进展[J]. 李维强,李伟,施卫东,季磊磊,赵晓凡. 排灌机械工程学报. 2016(01)
博士论文
[1]离心泵内不稳定流动及振动特性研究[D]. 贾晓奇.浙江大学 2017
[2]汽车冷却水泵优化设计及汽蚀振动特性研究[D]. 薛党勤.中国农业大学 2015
[3]离心泵内不稳定流动的试验及数值模型研究[D]. 任芸.江苏大学 2013
[4]离心泵瞬态水力激振流固耦合机理及流动非定常强度研究[D]. 裴吉.江苏大学 2013
硕士论文
[1]离心泵流动噪声的变工况实验研究[D]. 路东岳.山东大学 2017
[2]多级离心泵流动诱导辐射噪声研究[D]. 林刚.江苏大学 2017
[3]发动机冷却水泵热力学效应下的汽蚀机理研究[D]. 李维强.江苏大学 2016
[4]基于流固耦合的低比转速离心泵流动诱导振动研究[D]. 张鑫.浙江理工大学 2016
[5]基于流固耦合的多级离心泵非定常流动特性及诱导振动分析[D]. 饶昆.浙江理工大学 2016
[6]汽车发动机冷却系统水泵设计及流场仿真分析[D]. 吴杰.重庆大学 2013
[7]离心叶轮转子系统动力学特性的研究[D]. 胡朋志.兰州交通大学 2006
本文编号：3303699
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冷却系统示意图
10（b）传播路径图 2.1 振动噪声源及传播路径Fig. 2.1 Vibration and noise source and propagation path机械振动按照激励特性可分为三种类型[52]：（1）自由振动，是在系统平衡状态被破坏后，由弹力维持的振动，与材料的品质密切相关；（2）自激振动，是无激振力作用下，系统产生持续而稳定的周期振动；（3）受迫振动，该振动是由系统受到周期力的激励造成的，振动频率与激振力频率有关。当激振力频率接近某一值时，振幅会出现显著增大的情况，即共振现象。在系统振动过程中，能量不可避免地会发生耗散，这一特性称为阻尼。
对于简单的有阻尼弹簧振子系统，如图 2.2（a）所示，当施加简谐外力：s(t ) F cos( t)（2-1）式中，s(t )为简谐力函数；F 为外力幅值； 为频率；t为时间。经过推导，可以得到运动方程（2-2）及其通解（2-3）。mx cx kx F cos( t)（2-2）x P cos( t )（2-3）式中，m为质量； x为加速度； x为速度；c为阻尼系数；k 为弹性系数； 为相位角；P 为最大振幅，由下式给出：2 2 2 1/2[(1 ) (2 ) ]DP （2-4）式中， D F /k，表示相对外力；2ncm ，表示系统的阻尼大小；nkm ，表示系统的固有频率； /n 。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同叶轮形式对汽车冷却水泵性能的影响[J]. 张启华,杨欣叶,徐媛晖,曹丽,闫召旭. 流体机械. 2018(07)
[2]非稳态流体激励下离心泵转子振动特性研究[J]. 姚永灵,卢修连,卢承斌,马运翔,杨建刚. 流体机械. 2018(04)
[3]流体激励下多级离心泵辐射噪声特性研究[J]. 刘厚林,李钰,王凯,刘中纯. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(11)
[4]变转速工况下离心泵蜗壳辐射噪声变化规律的数值研究[J]. 董沛鑫,高明,管洪军,路东岳,宋坤卿,孙奉仲. 振动与冲击. 2017(13)
[5]涡声理论在汽车A柱气动噪声优化中的应用[J]. 王毅刚,黄晓胜,危巍,杨志刚. 噪声与振动控制. 2017(02)
[6]关于作用在离心压缩机上的流体激振力以及由此产生的转子振动特性综述[J]. 詹姆斯,弗雷德·马修,马克. 风机技术. 2017(01)
[7]汽车发动机冷却水泵的研究进展[J]. 宋长青. 内燃机与配件. 2016(10)
[8]水动力噪声计算方法综述[J]. 李环,刘聪尉,吴方良,陈灿. 中国舰船研究. 2016(02)
[9]离心泵内部空化特性的数值模拟与试验研究[J]. 胡锦蘅,余波,刘彬,李文浩. 黑龙江大学工程学报. 2016(01)
[10]汽车发动机冷却水泵的研究进展[J]. 李维强,李伟,施卫东,季磊磊,赵晓凡. 排灌机械工程学报. 2016(01)
博士论文
[1]离心泵内不稳定流动及振动特性研究[D]. 贾晓奇.浙江大学 2017
[2]汽车冷却水泵优化设计及汽蚀振动特性研究[D]. 薛党勤.中国农业大学 2015
[3]离心泵内不稳定流动的试验及数值模型研究[D]. 任芸.江苏大学 2013
[4]离心泵瞬态水力激振流固耦合机理及流动非定常强度研究[D]. 裴吉.江苏大学 2013
硕士论文
[1]离心泵流动噪声的变工况实验研究[D]. 路东岳.山东大学 2017
[2]多级离心泵流动诱导辐射噪声研究[D]. 林刚.江苏大学 2017
[3]发动机冷却水泵热力学效应下的汽蚀机理研究[D]. 李维强.江苏大学 2016
[4]基于流固耦合的低比转速离心泵流动诱导振动研究[D]. 张鑫.浙江理工大学 2016
[5]基于流固耦合的多级离心泵非定常流动特性及诱导振动分析[D]. 饶昆.浙江理工大学 2016
[6]汽车发动机冷却系统水泵设计及流场仿真分析[D]. 吴杰.重庆大学 2013
[7]离心叶轮转子系统动力学特性的研究[D]. 胡朋志.兰州交通大学 2006
本文编号：3303699
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