基于数值和试验方法的小型汽油机NVH特性优化分析

基于数值和试验方法的小型汽油机NVH特性优化分析

近些年，汽车行业对汽油机燃油效率和废气排放的关注度不断提高，尤其是在小型车市场。因而，低成本、轻量化、小型化、响应迅速和高燃油效率的汽油机更具有市场竞争力。与4缸汽油机相比，3缸汽油机具有较小的循环往复质量，因而在相同排量下，能够实现上述要求。但是，3缸汽油机由于存在较大的点火间隔，因此其各个气缸之间存在较大的扭矩波动，这恶化了3缸汽油机NVH特性。结合数值和试验的方法，对3缸汽油机的各子系统和组件进行优化，改善其NVH特性。

结合数值和试验的方法对3缸汽油机的NVH特性进行优化时，首先基于第一性原理对3缸汽油机进行数值仿真，确定出不同设计参数下3缸汽油机的NVH特性，并利用有限元方法和计算流体动力学方法对确定出的结果做进一步分析和验证；然后基于分析验证得到的结果，通过零部件供应商，对有必要进行更改的零部件进行更改；之后进入整个开发循环阶段，在每个阶段利用数值的方法进行NVH特性分析，并利用声强识别、模态性能识别等先进的振源识别技术通过试验确定出影响3缸汽油机NVH特性的关键组件；最后联合数值和试验的方法对整车级的NVH特性进行分析。对一台排量1.2L的小型化自然吸气汽油机进行上述过程的NVH特性分析，并进行了汽油机基础结构优化设计；基于模态性能的曲柄连杆机构、配气机构、曲轴箱、气缸盖、正时驱动系统设计；安装结构的优化设计。通过优化分析，虽然使整车质量增加了3%，但在正常行驶条件下的整车噪声却降低了2.5dB，怠速条件下降低了2dB。

Shriram K.Kulkarnietal. SAE2017-26-0211.

编译：李臣