通過CAE處理模擬并優(yōu)化發(fā)動機的振動與噪聲

1． 摘要
在不同速度的運轉(zhuǎn)下，內(nèi)燃機的振動與聲音特征是在載荷計算中非常復(fù)雜、重要的組成部分。CAE軟件工具的發(fā)展使得發(fā)動機的研發(fā)發(fā)展周期大幅減少，并且確保了發(fā)動機開發(fā)質(zhì)量。本文介紹了現(xiàn)今CAE處理能力在模擬發(fā)動機聲音特征和動態(tài)方面的技術(shù)發(fā)展水平，并對其優(yōu)缺點的修正，發(fā)動機所有狀態(tài)下結(jié)構(gòu)/聲學(xué)的優(yōu)化，連同低噪音設(shè)計的創(chuàng)新予以關(guān)注。最新的CAE工具軟件能給出發(fā)動機的分析報告，評價和聲學(xué)方面的優(yōu)化。
引言
未來車輛發(fā)展的特點在于燃油經(jīng)濟性和駕駛舒適性的交替發(fā)展。這些技術(shù)被認為是未來趨向于大量占有市場份額的新觀念。車輛的尾氣質(zhì)量被嚴格的立法規(guī)定和消費者對于燃料燃燒效率的期望促使了這些創(chuàng)新。由于是通過產(chǎn)品的品質(zhì)與特定來規(guī)定產(chǎn)品價格的，所以在此方面扭力輸出量、噪聲、振動和聲振粗糙度都是主要的工程目標。
發(fā)動機當前形勢發(fā)展下，新型發(fā)動機的首要目標就是通過“最高等級”來嚴格控制NVH。然而，這些新技術(shù)例如直噴式發(fā)動機通常由于發(fā)動機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。這些提升一般來說對于完善良好規(guī)格的NVH參數(shù)是一種妨礙。
對于實際NVH的控制研發(fā)需要一個系統(tǒng)的融合過程。在這個過程的初期，在定義其概念時，CAE工具軟件將被用于計算預(yù)估。這些軟件工具必須有模擬從燃燒時噪聲的產(chǎn)生開始至最后噪音輻射出去全部過程的能力。通過他們NVH方面的細節(jié)，發(fā)動機部件可以被評估和改善。
基于CAE分析方式的實際應(yīng)用和加強了的試驗研究工具引領(lǐng)了一個快速且關(guān)鍵問題的發(fā)展過程。大家都在討論并關(guān)注于通過利用最新的CAE軟件工具去模擬聲振主要組成部分的力度強弱的CAE實際用途。在討論過程中，都集中在機械激勵振動和噪聲傳播的互相作用。最重要的通過CAE工具的描述，其結(jié)果顯示出來并通過例子去討論。

2. 激發(fā)機制的模擬
一般來說，在客車發(fā)動機中與NVH有重大相關(guān)的激勵可以被識別，列舉如下：