车用发电机噪声试验分析及控制方法研究

发布时间：2019-11-14 00:35

【摘要】：汽车行业经过一百多年的发展后,噪声问题成为了人们关注的一个焦点,车内噪声已经成为评价汽车舒适性的一个非常重要的指标。有研究发现,当汽车在起步、怠速和停止的时候,此时发动机声音较小,但有时仍然会出现高频率、刺耳的声音,影响车内舒适性,这就是汽车发电机的噪声。这种刺耳声音的存在,会使人产生不适感,所以有必要研究车用发电机的噪声及其控制方法,从而提高汽车舒适性。本文以某厂家汽车发电机为研究对象,主要对其进行了噪声特性分析、电磁场分析、模态分析、振动响应分析、声辐射分析以及噪声控制方法的研究。本文开展的主要研究内容如下:1、首先对一批不同型号的车用发电机进行了噪声台架试验,以及测量了一台用于对标的某知名厂家的车用发电机,试验时参照标准GB/T10069.1-2004[41]。并根据试验目的制定了相应的试验工况,即空载匀加速工况、满载匀加速工况以及不同负载的匀加速工况。并对噪声数据进行后处理分析,得到了车用发电机的噪声特性。2、以某一型号车用发电机为研究对象,针对噪声试验时出现的噪声过大的问题,利用电磁场分析软件对其进行了内部电磁场分析,分别得到了定子内齿面上的径向、切向磁通密度分布特性以及电磁力特性,从计算结果看出,车用发电机主要受到径向电磁力的作用。3、建立了车用发电机的三维模型,主要包括前端盖、定子铁芯、定子绕组以及后端盖,然后利用有限元分析软件建立了车用发电机的有限元模型,首先对其进行自由模态分析,并通过模态试验验证有限元模型的准确性。以此有限元模型为基础进行约束模态分析,求得车用发电机的模态特性。4、将计算出的电磁力导入到车用发电机有限元模型上进行振动响应分析,得到车用发电机频谱上的振动特性,并将振动响应结果导入到声学仿真软件里面利用声学边界元法进行声辐射计算,得到车用发电机的场点声压分布以及频谱上的声压特性。并将计算出的声压频谱曲线与噪声试验得到的声压频谱曲线进行对比分析,验证可知仿真结果较为准确,可用于进一步分析。5、针对车用发电机出现的噪声问题,综合考虑下本文选用两种优化方式进行优化对比,一是增大定子铁芯轭部厚度以增大定子刚度;二是在定子裸露的外表面粘贴约束阻尼。利用本文所用的电磁噪声仿真流程分别对两种优化方式的效果进行了计算,结果表明两种方式均起到了较好的降噪效果,并综合比较了两种优化方式的优劣。
【图文】：

图 2.2 电机噪声测试布置图声数据采集系统采用德国 HeadAcoustics 的 HS100-6102时采集 30 个通道的数据。分析系统选用该公司的 HEAD 所示，，此界面分为数据源池、过滤池、分析池、统计池以将采集得到的各通道的原始时域信号经过一系列数据处，如频谱分析，阶次分析等。试验所用麦克风选用 G.R.，麦克风如图 2.5 所示，此型号的麦克风频率响应范围为dB 的声压级，完全可以满足本次电机噪声测试的要求。采集转速信号，如图 2.6 所示，使用时在参考旋转轴上贴光头对准感光纸，当轴旋转使感光纸经过转速传感器感光一个脉冲信号，从而准确读取到转速信号。

图 2.2 电机噪声测试布置图声数据采集系统采用德国 HeadAcoustics 的 HS100-6102，时采集 30 个通道的数据。分析系统选用该公司的 HEAD 所示，此界面分为数据源池、过滤池、分析池、统计池以将采集得到的各通道的原始时域信号经过一系列数据处，如频谱分析，阶次分析等。试验所用麦克风选用 G.R.A，麦克风如图 2.5 所示，此型号的麦克风频率响应范围为dB 的声压级，完全可以满足本次电机噪声测试的要求。采集转速信号，如图 2.6 所示，使用时在参考旋转轴上贴光头对准感光纸，当轴旋转使感光纸经过转速传感器感光一个脉冲信号，从而准确读取到转速信号。
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.631

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本文编号：2560557