V6柴油机怠速声品质的改善

V6柴油机怠速声品质的改善

现代公司对采用新8挡自动变速器的V6柴油机怠速声品质进行了研究。试验模态分析结果表明，与现有系统相比，新动力总成第1种纵向弯曲模态的动态特性降低＜7%。由于这款发动机具有最高的功率和扭矩，压缩比从17.3降到16.0，最大喷油压力增加到180MPa，燃烧室形状改变，以及采用DPF系统导致排气背压增加，因而燃烧性能较差，燃烧噪声较大。

采用被动约束涂层减振处理优化正时链罩。结构阻尼分析得知，在1.4～2kHz范围内发动机前端的结构阻尼水平很差，主要原因是正时链罩产生谐振。改善发动机结构阻尼的最有效方法是对链罩进行被动约束涂层减振处理。通常被动约束涂层减振处理采用的粘弹性芯层材料的特性与温度和频率具有很强的相关性。典型做法是在过渡区域中采用粘弹性材料。此区域的特征是模数随温度上升而降低，损耗因子在该区域中间达到峰值，最大值对应储备模量曲线上斜率的最高点，因此建议以一定的储备模量来激发材料所需达到的特性。通过对链罩上模态形状的分析找到共振部位，选择作为减振处理的最佳位置，以能在被动约束涂层减振处理面积最小的情况下，提供理想的减振能力来抑制发动机前端辐射噪声，其结果为在1.6kHz倍频带，发动机前端辐射噪声降低1.5dB。

凸轮轴剪式齿轮结构的优化。采用剪式齿轮消除因扭矩波动引起轮齿相对运动而产生的背隙，然而其并不能有效地消除振动噪声。剪式弹簧的扭力从117.7N增加到176.5N，以改善发动机怠速声品质。对凸轮轴剪式齿轮的装配情况和弹簧力进行分析可知，当每个剪式齿轮出现与凸轮轴无关的转动时，剪式齿轮与弹簧之间的干涉能得以抑制。

发动机管理系统的优化。该发动机的燃烧性能较差，因此通过控制预喷射和后喷射优化燃烧。关键是如何控制第2阶段喷油时初始喷油速率的快速增大。以0.1°燃烧压力波形为例进行频谱分析的结果表明，该燃烧模式的缸内最大压力比原有发动机低10%，频率在280Hz以上时，噪声最大可降低6dB；通过改善压力升高率的第2个峰值，有利于降低燃烧噪声。比较结果表明，发动机怠速稳定性得到改善，各缸燃烧压力的偏差变得更小。在每个发动机安装支架的输入点上，670～3000Hz范围振动噪声降低了6～7dB。在500～700Hz的中频范围和1～3kHz高频范围，车内噪声均得到改善。

刊名：国外内燃机

刊期：2012年第4期

作者：Lee K-H

编译：章海峰