动力总成振动CAE与试验对比分析

    在发动机开发的中后期，如何准确地对即将推向市场的产品的性能进行验证显得十分重要，这也是试验工作的重要意义之一。对于发动机的NVH性能的试验验证工作来说，同样如此。
    众所周知，发动机NVH是个复杂的概念，包括发动机的振动、噪声以及个体对振动和噪声的主观评价等。客观地说，噪声与振动也相互联系，因为发动机一部分噪声由结构表面振动直接辐射，另一部分由发动机燃烧和进排气通过空气传播。除此之外，发动机附件（如风扇）也存在噪声贡献。本文仅考虑发动机结构振动问题，即对发动机表面特性（速度、加速度等）进行试验研究，判断该发动机振动水平，同时与仿真结果进行对比，达到相互验证的目的。

图1 结构噪声产生机理

2 发动机结构振动测试流程简介

图2 发动机结构振动测试流程

    如图2所示，发动机结构振动测试流程包括以下几个步骤:
    （1）发动机台架安装。将发动机安装上台架，同时连接好线束，连接进、排气管道和燃油管道。
    （2）发动机点火。控制试验设备，进行发动机点火，确认发动机能够在各种工况和各转速下能够正常运转。
    （3）传感器布点、连线。根据试验要求，选择适当传感器以及布点位置，同时，连接传感器到测试仪器。
    （4）采样参数设置。根据试验要求，选择适当的采样参数，包括：频率分辨率、分析频率线数、采样时长、时间步长。
    （5）发动机振动测试。发动机点火，对各种工况、转速进行多次振动测试，采集数据。
    （6）结果后处理。振动结果主要包括速度级、加速度级（1/3倍频程）。
3 实例分析
3.1 分析对象
    以一款成熟的直列四缸1.5L发动机为平台，对其进行台架振动测试，并与分析结果相比较。
    发动机的部分参数如下表所示：

表1 发动机主要参数

3.2 坐标定义
    为了便于以后叙述，对动力总成进行了坐标定义，如图3。

图3 动力总成坐标系

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