通過(guò)CAE處理模擬并優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)與噪聲

1． 摘要
在不同速度的運(yùn)轉(zhuǎn)下，內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)與聲音特征是在載荷計(jì)算中非常復(fù)雜、重要的組成部分。CAE軟件工具的發(fā)展使得發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)發(fā)展周期大幅減少，并且確保了發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)質(zhì)量。本文介紹了現(xiàn)今CAE處理能力在模擬發(fā)動(dòng)機(jī)聲音特征和動(dòng)態(tài)方面的技術(shù)發(fā)展水平，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)的修正，發(fā)動(dòng)機(jī)所有狀態(tài)下結(jié)構(gòu)/聲學(xué)的優(yōu)化，連同低噪音設(shè)計(jì)的創(chuàng)新予以關(guān)注。最新的CAE工具軟件能給出發(fā)動(dòng)機(jī)的分析報(bào)告，評(píng)價(jià)和聲學(xué)方面的優(yōu)化。
引言
未來(lái)車(chē)輛發(fā)展的特點(diǎn)在于燃油經(jīng)濟(jì)性和駕駛舒適性的交替發(fā)展。這些技術(shù)被認(rèn)為是未來(lái)趨向于大量占有市場(chǎng)份額的新觀念。車(chē)輛的尾氣質(zhì)量被嚴(yán)格的立法規(guī)定和消費(fèi)者對(duì)于燃料燃燒效率的期望促使了這些創(chuàng)新。由于是通過(guò)產(chǎn)品的品質(zhì)與特定來(lái)規(guī)定產(chǎn)品價(jià)格的，所以在此方面扭力輸出量、噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度都是主要的工程目標(biāo)。
發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前形勢(shì)發(fā)展下，新型發(fā)動(dòng)機(jī)的首要目標(biāo)就是通過(guò)“最高等級(jí)”來(lái)嚴(yán)格控制NVH。然而，這些新技術(shù)例如直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)通常由于發(fā)動(dòng)機(jī)更高的燃燒峰值壓力和更高的額定速度使其內(nèi)部壓力和慣性的增加。這些提升一般來(lái)說(shuō)對(duì)于完善良好規(guī)格的NVH參數(shù)是一種妨礙。
對(duì)于實(shí)際NVH的控制研發(fā)需要一個(gè)系統(tǒng)的融合過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程的初期，在定義其概念時(shí)，CAE工具軟件將被用于計(jì)算預(yù)估。這些軟件工具必須有模擬從燃燒時(shí)噪聲的產(chǎn)生開(kāi)始至最后噪音輻射出去全部過(guò)程的能力。通過(guò)他們NVH方面的細(xì)節(jié)，發(fā)動(dòng)機(jī)部件可以被評(píng)估和改善。
基于CAE分析方式的實(shí)際應(yīng)用和加強(qiáng)了的試驗(yàn)研究工具引領(lǐng)了一個(gè)快速且關(guān)鍵問(wèn)題的發(fā)展過(guò)程。大家都在討論并關(guān)注于通過(guò)利用最新的CAE軟件工具去模擬聲振主要組成部分的力度強(qiáng)弱的CAE實(shí)際用途。在討論過(guò)程中，都集中在機(jī)械激勵(lì)振動(dòng)和噪聲傳播的互相作用。最重要的通過(guò)CAE工具的描述，其結(jié)果顯示出來(lái)并通過(guò)例子去討論。

2. 激發(fā)機(jī)制的模擬
一般來(lái)說(shuō)，在客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中與NVH有重大相關(guān)的激勵(lì)可以被識(shí)別，列舉如下：