基于OPAX方法三缸机悬置系统的匹配优化研究

发布时间：2020-11-18 22:34

　　 随着市场及环境对汽车排放要求的日渐提高,低能耗、大扭矩的三缸发动机越来越受到消费者和整车厂的青睐。但三缸机相较于四缸机平衡性较差。从结构上看,四缸发动机工作时受力更加均匀,能够在运转时相互抵消运动中不平衡力和力矩所带来的振动,而三缸机由于自身结构无法达到这种平衡,所以工作时会带来更为显著的振动和噪声。运用OPAX方法能够准确、快速对三缸机悬置系统的匹配进优化行研究,既能减少问题排查时间,也大大节省了人力物力,对解决整车振动问题、提高乘坐舒适性具有重大意义。鉴于目前国内外学者缺少将OPAX方法应用于三缸机悬置体系优化的研究,本文着重于对三缸机的理论阐述和应用OPAX方法对三缸机悬置系统进行问题排查和优化匹配。本研究首先以直列三缸机为研究对象,理论分析其工作时缸体受到的不平衡力与力矩,将其与四、六缸机进行对比分析,根据三缸机不平衡特性分析了几种平衡方法(加平衡块、平衡轴等),根据发动机激励能量分布方式分为完全不平衡、50%平衡和完全平衡三种策略,通过实车测试分析出不同平衡策略对最优悬置系统的影响,测试其稳定性来选定平衡策略。在平衡策略选定的基础上利用LMS公司的LMS.TES.LAB软件针对选用车型进行工况数据、传递函数等数据的采集,针对传统TPA方法的不足进行改进,选用OPAX模块进行数据处理分析计算,快速准确的对三缸机悬置系统进行问题排查,计算出最大贡献量的传递路径。最后通过对某一悬置元件的某一方向进行针对性优化并通过测试验证此方法的准确性与可靠性,从而实现对整个悬置系统的优化匹配。通过运用OPAX方法对三缸机悬置系统进行问题排查,准确快速的计算出悬置系统中最大贡献量的路径,针对这一结果对该路径进行优化设计并进行实验验证。结果表明,基于OPAX方法分析三缸机悬置系统传递路径并进行优化设计,悬置系统隔振性能得到较大改善。一定程度上大大提高了整车的乘坐舒适性,对三缸机悬置系统的匹配、优化具有一定的指导意义。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U464.13
【部分图文】：

江苏大学硕士学位论文第一章 绪论 汽车悬置开发的意义汽车是一个庞大复杂的系统，它由多个具备质量、弹性和阻尼的部件组成。在行驶过程中由于速度和道路条件的变化加上汽车各部件的固有频率有所导致内部和外部激励同时作用产生了强烈的振动[1]。如图 1.1 所示车辆主要源来自动力总成。对其振动控制效果的好坏直接关系到汽车乘坐舒适性[2]。

图 1.2 传递路径分析Fig.1.2 Transfer Path Analysis外，TPA 技术已在汽车 NVH 问题领域应用多年，大量的专家发人员对其做了深入研究并不断的优化，取得了可观的成果。S 公司开发出来的测试及分析系统最为著名，这项技术可以让际测试中更加简单便捷的排查问题，在工业界得到广泛运用并世纪 90 年代初，Verheij 针对整车进行实验，经过分析测得影响素，但限于当时实验条件有限，实验的可操做性不高[12]。世纪初，HanX 等人通过应用多测点声压贡献分析技术，来优化，找出造成车内噪声增大的车身板块，并针对问题进行分析优结构改善了车内噪声情况[13]。1 年，Ki-sung Park 等人在乘用车振动传递路径分析中加以虚拟[14-16]

惯性力激励[38-39]。连杆机构产生的力的力矩的曲柄连杆机构产生的旋转惯性力和活塞组方向如图 2.1 所示：2r rF m r ,2(cos cos2 )j jF m r 轴转动时的圆频率，r 表示三缸机的曲柄半塞、活塞环与连杆沿气缸中心线的等效往复杆比，L表示连杆大小头的中心距。式 2.1中 的j1Fj2和二阶往复惯性力 F，j二者方向与 F相同2cosj1 jF m r ,2cos2j2 jF m r
【参考文献】

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1 朱廉洁;刘晓伟;孙跃辉;张步超;王伟东;罗淼;;三缸发动机整车怠速振动性能研究[J];噪声与振动控制;2015年06期

2 陈齐;董小瑞;;发动机悬置技术的研究综述[J];内燃机与配件;2014年03期

3 谢展;于德介;李蓉;;汽车发动机悬置系统的多目标稳健优化设计[J];汽车工程;2013年10期

4 周鋐;丁慧;吴颖熹;王二兵;;新型传递路径分析OPAX方法研究[J];中国工程机械学报;2013年05期

5 史文库;邬广铭;陈志勇;桂龙明;郭福祥;方德广;;商用车发动机怠速运转方向盘抖动控制研究[J];振动与冲击;2013年08期

6 陈作越;杨玫;;发动机磁流变悬置半主动控制策略研究[J];轻工科技;2013年02期

7 侯锁军;史文库;毛阳;;应用传递路径分析方法对方向盘抖动贡献量的研究[J];西安交通大学学报;2013年03期

8 韩全友;廖武;李玉发;赵吉刚;彭宜爱;;某三缸发动机悬置的优化设计[J];客车技术与研究;2012年05期

9 李未;李庆华;;动力总成振动对车内噪声的传递路径影响[J];智能系统学报;2012年02期

10 龙岩;史文库;梁天也;周舟;张军;;基于改进传递路径分析法的动力总成悬置系统优化及评价[J];汽车工程;2009年10期

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1 宋海生;基于扩展OPAX传递路径方法的轻型客车振动控制研究[D];吉林大学;2012年

2 韩旭;车辆系统振动传递路径分析与结构声辐射控制研究[D];上海交通大学;2008年

3 赵彤航;基于传递路径分析的汽车车内噪声识别与控制[D];吉林大学;2008年

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1 曾维俊;基于OPAX方法的驾驶室振动传递路径分析[D];合肥工业大学;2014年

2 王清政;汽车发动机悬置的优化设计及仿真分析[D];南京理工大学;2009年

3 周昌水;汽车发动机悬置优化技术研究[D];重庆大学;2006年

本文编号：2889303