一种解决发动机平衡轴粗糙声的方法技术

本发明专利技术提供了一种解决发动机平衡轴粗糙声的方法，包括：步骤S1，对发动机进行NVH测试，以确定粗糙声声源的大致位置；步骤S2，对待测发动机设计断缸试验及取消平衡轴试验，确定粗糙声来源于扭振激励；步骤S3，建立可查看曲轴各位置扭振的CAE仿真分析模型，并利用所建立的CAE仿真分析模型对待测发动机设计断缸仿真分析，确定待测发动机的各缸断缸对平衡轴激励的影响；步骤S4，在待测发动机的曲轴上更换平衡轴的安装位置，并利用CAE仿真分析模型分析平衡轴安装在不同位置处的粗糙声，以确定使产生的粗糙声最优的平衡轴最佳安装位置。生的粗糙声最优的平衡轴最佳安装位置。生的粗糙声最优的平衡轴最佳安装位置。

【技术实现步骤摘要】
一种解决发动机平衡轴粗糙声的方法


[0001]本专利技术属于汽车NVH（Noise Vibration Harshness，噪声振动和不平顺性）领域，具体涉及一种解决带平衡轴发动机粗糙声的方法。

技术介绍

[0002]随着汽车工业的飞速发展，用户越来越强调对产品的品质感受，行业也开始从汽车NVH控制的最基本阶段，即传统意义上所说的“减震降噪”向“声品质控制”转变，汽车声品质已成为评价车辆性能的一个重要指标。其中，汽车加速粗糙感，是顾客抱怨加速噪声大的最主要表现之一，容易给人发动机运转生涩干燥的不良感觉。现有技术上，一般都在传递路径上增加隔吸声、吸振器隔振等方法，但该技术成本较高，还不能完全解决声品质问题。
[0003]发动机在工作时，因为活塞在气缸内作往复运动，会在活塞及连杆上产生较大的往复惯性力，造成发动机振动，降低舒适性，大功率的发动机更明显，为了平衡活塞运动产生的二阶往复惯性力，现有技术中通常会在发动机上安装随曲轴同步并偏心转动的平衡轴，以平衡活塞运动形成的惯性力，减弱发动机的振动。平衡轴的增加，往往会带来影响品质感的粗噪声问题，而平衡轴产生的粗糙声频率较高，传递路径上吸振器的效果有限，隔吸声材料的成本又较高，所以急需一种从源头上解决平衡轴粗糙声的控制方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种减小激励，从源头解决粗糙声的方法，降低整车的成本，提升声品质。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种试验与仿真相结合的切实从源头解决平衡轴粗糙声的方法，所述方法具体包括如下步骤：本专利技术提供了一种解决发动机平衡轴粗糙声的方法，包括：步骤S1，对发动机进行NVH测试，以确定粗糙声声源的大致位置；步骤S2，对待测发动机设计断缸试验及取消平衡轴试验，确定粗糙声来源于曲轴扭振激励平衡轴而产生；步骤S3，建立可查看曲轴各位置扭振的CAE仿真分析模型，并利用所建立的CAE仿真分析模型对待测发动机设计断缸试验，确定待测发动机的各缸断缸对平衡轴安装位置扭振的影响；步骤S4，在待测发动机的曲轴上更换平衡轴的安装位置，并利用CAE仿真分析模型分析平衡轴安装在不同位置处的粗糙声，以确定使产生的粗糙声最优的平衡轴最佳安装位置。
[0006]优选地，所述方法还包括：步骤S5，基于仿真分析得到的平衡轴最佳安装位置，制作平衡轴安装在所述平衡轴最佳安装位置的样件，再将所述样件在台架上做NVH测试，在所述样件在台架上通过NVH测试后，将按照所述样件优化后的发动机装车进行NVH验证。
[0007]优选地，步骤S1包括：步骤S11，在与待测发动机各缸对应的缸体位置布置三向振动传感器，在待测发动机的缸盖上布置三向振动传感器，在油底壳前、后位置布置三向振动传感器，在待测发动机上、下预定距离位置处布置麦克风传感器，在待测发动机的曲轴Hub端和Ring端分别布置扭振传感器；步骤S12，在台架上对待测发动机粗糙声最严重的工况做NVH测试，得到振动数据、噪声数据和扭振数据；步骤S13，对比待测发动机在整车状态下粗糙声的噪声特征和待测发动机在台架状态下粗糙声的噪声特征，以麦克风传感器信号分别与各个位置处的振动传感器信号进行相干分析，确定出与粗糙声相关性最大的振动信号，以确定粗糙声声源产生的大致位置。
[0008]优选地，步骤S2包括：步骤S21，对待测发动机各缸依次断油，每对一缸断油后，重复步骤S12和步骤S13，以确定待测发动机各缸对粗糙声的影响；步骤S22，将待测发动机的平衡轴拆除，再重复步骤S12和步骤S13，以确定待测发动机的平衡轴对粗糙声的影响；步骤S23，根据待测发动机各缸对粗糙声的影响以及待测发动机的平衡轴对粗糙声的影响，确定与粗糙声最相关的激励源为扭振激励。
[0009]优选地，步骤S3包括：步骤S31，建立可查看曲轴各位置扭振的CAE仿真分析模型；步骤S32，应用步骤S12中得到的NVH扭振测试数据对CAE仿真分析模型进行模型标定；步骤S33，利用经过标定的CAE仿真分析模型对待测发动机各缸依次进行断缸试验，以确定各缸断缸对平衡轴激励的影响。
[0010]优选地，步骤S4包括：步骤S41，利用CAE仿真分析模型分析待测发动机在满载加速工况下，曲轴各个位置的扭振水平；步骤S42，基于步骤S41分析结果，对比分析平衡轴安装在1/2缸间及3/4缸间的扭振水平，得到平衡轴最佳安装位置。
[0011]本专利技术的有益效果为：通过对振动及噪声信号的关联分析，快速确定粗糙声产生的大致位置，减小问题分析难度；对怀疑零部件进行换装分析，进一步锁定粗糙声的声源；根据粗糙声的表现，即负载对粗糙声的影响，设计相应的断缸试验，进一步锁定影响因子；采用试验与仿真手段相结合，进一步明确影响因子对粗糙声的影响机理；建立有别于传统分析的模型，可查看曲轴各个位置的扭振，为探寻方案提供依据；运用仿真手段，快速制定优化方案，减少了样件制作的周期及成本，快速验证效果并实现工程化，并达成最优的NVH效果。
附图说明
[0012]图1为本实施例提供的粗糙声控制方法流程图；图2为本实施例提供的NVH客观测试的操作流程图；
图3为本实施例提供的NVH客观测试传感器布置示意图；图4为本实施例提供的发动机台架粗糙声调制分析示意图；图5为本实施例提供的断缸及取消平衡轴试验的操作流程图；图6为本实施例提供的依次断油各缸后的调制结果示意图；图7为本实施例提供的拆除平衡轴前后油底壳振动的调制分析示意图；图8为本实施例提供的CAE仿真分析流程图；图9为本实施例提供的可查看曲轴系各位扭振水平的分析模型示意图；图10为本实施例提供的取消各缸缸压后平衡轴位置处的扭振结果示意图；图11为本实施例提供的依次取消各缸缸压后平衡轴位置处的角加速度结果示意图；图12为本实施例提供的平衡轴最佳安装位置仿真分析流程图；图13为本实施例提供的曲轴系扭转模态振型示意图；图14为本实施例提供的曲轴系各位置处扭振结果示意图；图15为本实施例提供的平衡轴不同安装位置扭振对比结果示意图；图16为本实施例提供的优化方案验证流程图；图17为本实施例提供的优化后油底壳前位置振动的调制频谱示意图；图18为本实施例提供的优化前后整车粗糙声对比示意图。
具体实施方式
[0013]下面结合附图，通过最优实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明：如图1所示为本专利技术实施例提供的粗糙声控制方法流程图，该方法具体如下：S1、如图3所示，在发动机缸体、缸盖、油底壳等发动机关键位置布置振动传感器10个（图3中的标记3、4、7、8、9、10、12、13、14、15这10处位置），在发动机上、下两处位置布置2个麦克风（图3中标记为11和5这两处位置），在曲轴Hub、Ring端布置扭振传感器（图3中在曲轴6标记为1和2这两处位置），对整车上发动机粗糙声最明显的工况进行测试，并应用相干分析方法，确定粗糙声声源的大致位置。
[0014]S2、依据整车表现情况，设计断缸验证，判断各缸工作对粗糙声的影响，设计取消平衡轴验证，明确曲轴扭振与粗糙声的变化关系。
[0015本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种解决发动机平衡轴粗糙声的方法，其特征在于，包括：步骤S1，对发动机进行NVH测试，以确定粗糙声声源的大致位置；步骤S2，对待测发动机设计断缸试验及取消平衡轴试验，确定粗糙声来源于曲轴扭振激励平衡轴而产生；步骤S3，建立可查看曲轴各位置扭振的CAE仿真分析模型，并利用所建立的CAE仿真分析模型对待测发动机设计断缸分析，确定待测发动机的各缸断缸对平衡轴安装位置扭振的影响；步骤S4，在待测发动机的曲轴上更换平衡轴的安装位置，并利用CAE仿真分析模型分析平衡轴安装在不同位置处的粗糙声，以确定使产生的粗糙声最优的平衡轴最佳安装位置。2.根据权利要求1所述的解决发动机平衡轴粗糙声的方法，其特征在于，所述方法还包括：步骤S5，基于仿真分析得到的平衡轴最佳安装位置，制作平衡轴安装在所述平衡轴最佳安装位置的样件，再将所述样件在台架上做NVH测试，在所述样件在台架上通过NVH测试后，将按照所述样件优化后的发动机装车进行NVH验证。3.根据权利要求2所述的解决发动机平衡轴粗糙声的方法，其特征在于，步骤S1包括：步骤S11，在与待测发动机各缸对应的缸体位置布置三向振动传感器，在待测发动机的缸盖上布置三向振动传感器，在油底壳前、后位置布置三向振动传感器，在待测发动机上、下预定距离位置处布置麦克风传感器，在待测发动机的曲轴Hub端和Ring端分别布置扭振传感器；步骤S12，在台架上对待测发动机粗糙声最严重的工况做NVH测试，得到振动数据、噪声数据和扭振数据；步骤S13，对比待测发动机在整车状态下粗糙...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾晓玉，辜庆伟，王波，郝涛，冉绍伯，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：