V6柴油機(jī)怠速聲品質(zhì)的改善

現(xiàn)代公司對(duì)采用新8擋自動(dòng)變速器的V6柴油機(jī)怠速聲品質(zhì)進(jìn)行了研究。試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果表明，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，新動(dòng)力總成第1種縱向彎曲模態(tài)的動(dòng)態(tài)特性降低＜7%。由于這款發(fā)動(dòng)機(jī)具有最高的功率和扭矩，壓縮比從17.3降到16.0，最大噴油壓力增加到180MPa，燃燒室形狀改變，以及采用DPF系統(tǒng)導(dǎo)致排氣背壓增加，因而燃燒性能較差，燃燒噪聲較大。

采用被動(dòng)約束涂層減振處理優(yōu)化正時(shí)鏈罩。結(jié)構(gòu)阻尼分析得知，在1.4～2kHz范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)前端的結(jié)構(gòu)阻尼水平很差，主要原因是正時(shí)鏈罩產(chǎn)生諧振。改善發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)阻尼的最有效方法是對(duì)鏈罩進(jìn)行被動(dòng)約束涂層減振處理。通常被動(dòng)約束涂層減振處理采用的粘彈性芯層材料的特性與溫度和頻率具有很強(qiáng)的相關(guān)性。典型做法是在過(guò)渡區(qū)域中采用粘彈性材料。此區(qū)域的特征是模數(shù)隨溫度上升而降低，損耗因子在該區(qū)域中間達(dá)到峰值，最大值對(duì)應(yīng)儲(chǔ)備模量曲線上斜率的最高點(diǎn)，因此建議以一定的儲(chǔ)備模量來(lái)激發(fā)材料所需達(dá)到的特性。通過(guò)對(duì)鏈罩上模態(tài)形狀的分析找到共振部位，選擇作為減振處理的最佳位置，以能在被動(dòng)約束涂層減振處理面積最小的情況下，提供理想的減振能力來(lái)抑制發(fā)動(dòng)機(jī)前端輻射噪聲，其結(jié)果為在1.6kHz倍頻帶，發(fā)動(dòng)機(jī)前端輻射噪聲降低1.5dB。

凸輪軸剪式齒輪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。采用剪式齒輪消除因扭矩波動(dòng)引起輪齒相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的背隙，然而其并不能有效地消除振動(dòng)噪聲。剪式彈簧的扭力從117.7N增加到176.5N，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)怠速聲品質(zhì)。對(duì)凸輪軸剪式齒輪的裝配情況和彈簧力進(jìn)行分析可知，當(dāng)每個(gè)剪式齒輪出現(xiàn)與凸輪軸無(wú)關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，剪式齒輪與彈簧之間的干涉能得以抑制。

發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的優(yōu)化。該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒性能較差，因此通過(guò)控制預(yù)噴射和后噴射優(yōu)化燃燒。關(guān)鍵是如何控制第2階段噴油時(shí)初始噴油速率的快速增大。以0.1°燃燒壓力波形為例進(jìn)行頻譜分析的結(jié)果表明，該燃燒模式的缸內(nèi)最大壓力比原有發(fā)動(dòng)機(jī)低10%，頻率在280Hz以上時(shí)，噪聲最大可降低6dB；通過(guò)改善壓力升高率的第2個(gè)峰值，有利于降低燃燒噪聲。比較結(jié)果表明，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定性得到改善，各缸燃燒壓力的偏差變得更小。在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架的輸入點(diǎn)上，670～3000Hz范圍振動(dòng)噪聲降低了6～7dB。在500～700Hz的中頻范圍和1～3kHz高頻范圍，車內(nèi)噪聲均得到改善。

刊名：國(guó)外內(nèi)燃機(jī)

刊期：2012年第4期

作者：Lee K-H

編譯：章海峰