為了提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性以及改善其排放特性,增壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于車用發(fā)動(dòng)機(jī),渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)已成為車用發(fā)動(dòng)機(jī)的基本機(jī)型之一。但渦輪增壓器的使用讓汽車的噪聲問(wèn)題更為凸顯,且渦輪增壓器的噪聲問(wèn)題主要體現(xiàn)在包括壓氣機(jī)在內(nèi)的進(jìn)氣系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于包括噪聲在內(nèi)的整車NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能的要求越來(lái)越高,對(duì)于渦輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲產(chǎn)生及其控制的研究十分必要,且具有重要意義。壓氣機(jī)是渦輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)的功能元件和主要噪聲源。本文首先建立壓氣機(jī)計(jì)算模型,對(duì)壓氣機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)特征進(jìn)行仿真計(jì)算,研究分析葉輪區(qū)域,無(wú)葉擴(kuò)壓器和蝸殼區(qū)域的的氣流速度和壓力分布情況。并在定常流場(chǎng)的基礎(chǔ)上采用寬帶噪聲源模型法對(duì)其進(jìn)行聲功率分布計(jì)算,分析結(jié)果表明,葉輪區(qū)域是壓氣機(jī)主要噪聲源,且在葉輪入口的葉片前緣和靠近壓氣機(jī)殼體的葉尖部分聲功率級(jí)最大。并在非定常流場(chǎng)的基礎(chǔ)上采用聲類比法仿真計(jì)算得出壓氣機(jī)內(nèi)部不同地方的噪聲頻譜特性。在壓氣機(jī)模型的基礎(chǔ)上建立包括泄壓閥和泄壓管在內(nèi)的泄壓流通模型,對(duì)其進(jìn)行流場(chǎng)和聲場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算并分析泄壓工況噪聲產(chǎn)生機(jī)理和主要噪聲源。對(duì)泄壓通道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),從噪聲產(chǎn)生角度對(duì)泄壓噪聲進(jìn)行控制。分析結(jié)果表明壓氣機(jī)葉輪和泄壓閥是泄壓工況噪聲的主要噪聲源,通過(guò)改變泄壓管在低壓管的接入位置至壓氣機(jī)進(jìn)口距離可以降低泄壓工況葉輪區(qū)域的氣流噪聲。根據(jù)仿真結(jié)果,對(duì)存在明顯泄壓噪聲問(wèn)題的某車型進(jìn)行泄壓系統(tǒng)改制,對(duì)比分析改制前后的車內(nèi)泄壓噪聲測(cè)試結(jié)果得出車內(nèi)泄壓噪聲得到較大程度改善。針對(duì)某一增壓進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲工程問(wèn)題,從傳播途徑上進(jìn)行噪聲控制。對(duì)問(wèn)題噪聲進(jìn)行測(cè)試后,通過(guò)分析客觀數(shù)據(jù)結(jié)合主觀評(píng)價(jià)的方法,根據(jù)優(yōu)化目標(biāo),確定出問(wèn)題噪聲關(guān)鍵頻段。排查噪聲的主要傳遞路徑,診斷出各關(guān)鍵頻段的噪聲輻射位置。針對(duì)問(wèn)題提出降噪措施,最后實(shí)車測(cè)試驗(yàn)證了上述方案的噪聲控制效果較好,達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)值。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U464.134.4
【部分圖文】：

研究現(xiàn)狀及分析輪增壓技術(shù)發(fā)展概論是近年來(lái)應(yīng)用最廣的一種增壓進(jìn)氣技術(shù)，渦輪增壓器主要成，其中，渦輪機(jī)葉輪和壓氣機(jī)葉輪通過(guò)增壓器軸剛性連接原理是從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管排出的高溫高壓廢氣以一定角度而帶動(dòng)同軸的壓氣機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，壓縮空氣，提高進(jìn)氣積的進(jìn)氣量，從而達(dá)到增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率，同時(shí)降低油耗。后，功率可提高 20%到 50%，甚至 100%，油耗降低 5%到微粒和有害成分也顯著降低[8]。由此可見(jiàn)，渦輪增壓技術(shù)的機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放特性。特別地，在高原地區(qū)，密度的減小，使得發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量減小，而渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)氣溫度會(huì)上升，而渦輪后背壓會(huì)減小，從而使增壓器轉(zhuǎn)速進(jìn)氣量，即自動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)氣流量，因此，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)適應(yīng)能力[9]。

ENT 對(duì)壓氣機(jī)在不同轉(zhuǎn)速工況下的流場(chǎng)進(jìn)行仿真計(jì)算，結(jié)合仿真結(jié)果對(duì)壓氣部流場(chǎng)進(jìn)行分析。并在此基礎(chǔ)上采用 FLUENT 軟件自身嵌帶的寬帶噪聲源模 FW-H 聲學(xué)模型對(duì)其氣動(dòng)噪聲進(jìn)行計(jì)算分析。 壓氣機(jī)計(jì)算模型的建立1 壓氣機(jī)幾何模型本文的研究對(duì)象是車用渦輪增壓器離心壓氣機(jī)，結(jié)構(gòu)較為特殊復(fù)雜，特別是葉片曲面以及蝸殼等，都對(duì)建模工作要求較高�？紤] FLUENT軟件包中 Gamb模能力有限，因此采用功能更全的三維 CAD 軟件 CATIA 進(jìn)行建模。壓氣機(jī)模型建立主要分為四部分：進(jìn)氣道、葉輪、擴(kuò)壓器和蝸殼，如圖所示。該型機(jī)采用軸向漸縮進(jìn)氣道，葉輪采用前傾后彎式葉片，主葉片和分流葉片各 1葉片均布，如圖所示。擴(kuò)壓器為無(wú)葉擴(kuò)壓器，蝸殼形狀為周向圓形變截面。后續(xù)模型網(wǎng)格劃分和動(dòng)靜流域的處理等工作的方便，將壓氣機(jī)流域分其中成部分：進(jìn)氣道、葉輪流道、無(wú)葉擴(kuò)壓器蝸殼流道。

ENT 對(duì)壓氣機(jī)在不同轉(zhuǎn)速工況下的流場(chǎng)進(jìn)行仿真計(jì)算，結(jié)合仿真結(jié)果對(duì)壓氣部流場(chǎng)進(jìn)行分析。并在此基礎(chǔ)上采用 FLUENT 軟件自身嵌帶的寬帶噪聲源模 FW-H 聲學(xué)模型對(duì)其氣動(dòng)噪聲進(jìn)行計(jì)算分析。 壓氣機(jī)計(jì)算模型的建立1 壓氣機(jī)幾何模型本文的研究對(duì)象是車用渦輪增壓器離心壓氣機(jī)，結(jié)構(gòu)較為特殊復(fù)雜，特別是葉片曲面以及蝸殼等，都對(duì)建模工作要求較高。考慮 FLUENT軟件包中 Gamb模能力有限，因此采用功能更全的三維 CAD 軟件 CATIA 進(jìn)行建模。壓氣機(jī)模型建立主要分為四部分：進(jìn)氣道、葉輪、擴(kuò)壓器和蝸殼，如圖所示。該型機(jī)采用軸向漸縮進(jìn)氣道，葉輪采用前傾后彎式葉片，主葉片和分流葉片各 1葉片均布，如圖所示。擴(kuò)壓器為無(wú)葉擴(kuò)壓器，蝸殼形狀為周向圓形變截面。后續(xù)模型網(wǎng)格劃分和動(dòng)靜流域的處理等工作的方便，將壓氣機(jī)流域分其中成部分：進(jìn)氣道、葉輪流道、無(wú)葉擴(kuò)壓器蝸殼流道。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 溫華兵;徐文江;鮑蘇寧;夏兆旺;;柴油機(jī)廢氣渦輪增壓器噪聲機(jī)理及性能試驗(yàn)研究[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2013年01期

2 劉聯(lián)鋆;郝志勇;錢欣怡;胡先鋒;;渦輪增壓器出口消聲器的性能預(yù)測(cè)和評(píng)估[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2013年02期

3 ;ANSYS Fluent航空氣動(dòng)噪聲解決方案[J];航空制造技術(shù);2012年09期

4 伊國(guó)紅;;淺析現(xiàn)代汽車渦輪增壓器的原理及使用[J];黑龍江科技信息;2010年06期

5 Keiichi Shiraishi;王延飛;;新一代大型渦輪增壓器[J];國(guó)外內(nèi)燃機(jī)車;2006年01期

6 毛義軍,祁大同,劉秋洪;基于非定常流場(chǎng)的離心風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲分析[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2005年09期

7 邵恩坡，程漢華;發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣噪聲產(chǎn)生的機(jī)理及其控制[J];小型內(nèi)燃機(jī);1994年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 康鐘緒;消聲器及穿孔元件聲學(xué)特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 楊曉琴;離心壓氣機(jī)減緩喘振及降噪效果的研究[D];中北大學(xué);2016年

2 劉麗媛;增壓器噪聲控制與進(jìn)氣消聲器設(shè)計(jì)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2857764