用于輕型柴油機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的技術(shù)

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用于輕型柴油機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的技術(shù)

捷豹路虎設(shè)計(jì)并開發(fā)了一款新的直列4缸Ingenium系列發(fā)動(dòng)機(jī)。除了改進(jìn)排放性和改善燃油經(jīng)濟(jì)性，此系列發(fā)動(dòng)機(jī)在減重21.5kg的基礎(chǔ)上可降低燃燒噪聲。在生產(chǎn)輕量化全鋁架構(gòu)車型方面，捷豹路虎處于行業(yè)領(lǐng)先地位，詳細(xì)介紹了此系列產(chǎn)品的代表作即2.0L共軌渦輪增壓柴油機(jī)。此項(xiàng)目的目的是增加發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減量5dB。這不僅是減少燃燒噪聲的關(guān)鍵措施，而且是在不影響NVH性能的同時(shí)，通過加大氣缸壓力的調(diào)整余地，有助于其實(shí)現(xiàn)99g/km油耗的全新捷豹XE模式。

經(jīng)仿真優(yōu)化循壞，可清楚地分辨發(fā)動(dòng)機(jī)組件對(duì)總體噪聲輻射的影響，主要影響部件包括：氣缸體裙部法蘭、氣缸體內(nèi)部支撐肋板以及燃油泵支架。在X1原型機(jī)上開發(fā)出了聲學(xué)覆蓋裝置：氣缸體進(jìn)排氣NVH墊、機(jī)油盤罩以及噴油器罩等。

為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)衰減量目標(biāo)，針對(duì)原型發(fā)動(dòng)機(jī)開展了3個(gè)漸進(jìn)式階段研究：CAE分析、臺(tái)架試驗(yàn)和在發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲測(cè)試間開展動(dòng)力系統(tǒng)測(cè)試。在仿真的基礎(chǔ)上，新增建立了曲軸前端模式阻尼模型、機(jī)油盤殘余油聲學(xué)模型，并使用邊界元法和聲學(xué)有限元法分析遠(yuǎn)場(chǎng)輻射噪聲。經(jīng)大量分析，結(jié)合4種不同級(jí)別的硬件測(cè)試，證明結(jié)構(gòu)優(yōu)化可使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減量增加5dB。

Stephen Chittick et al. SAE 2015-01-2298.

編譯：苗志慧