發動機噪聲的案例
基于多體動力學的發動機噪聲預測與輕量化
圖4 發動機氣門罩蓋加速度測試點
圖5 發動機氣門罩蓋噪聲聲壓級仿真與試驗結果對比圖
從圖5 中可以發現，3 個方向的擬合結果一致，并且加速度級擬合的結果滿足模型精度的要求，可進行下一步的發動機1 m 噪聲仿真分析。因此，通過試驗的驗證校核，發動機表面振動激勵通過仿真得出的數據是真實、有效的。
3 發動機噪聲仿真與試驗驗證
3.1 聲學邊界元模型的建立
文章利用邊界元法可以減少數據量和運算時間，并且只在求解域的邊界進行求解的高效模式，假設聲音在某流體介質中的傳播速度為c，某個單元長度是L，該單元如果是線性單元，則其可以計算到的最大頻率為[6]：fmax=C/（6L）。
假設fmax 已知，則單元的長度尺寸需滿足：L≤C/（6fmax）。
選取單元的最大尺寸為15 mm，得到的邊界元的網格，如圖6 所示。
圖6 發動機噪聲的聲學網格
3.2 發動機振動噪聲模型的建立
利用LMS-Virtualab 軟件，應用邊界元法及ATV法[6]建立發動機1 m 噪聲的仿真模型。首先生成發動機噪聲的聲學網格，如圖6 所示，然后在聲學網格基礎上，建立發動機噪聲分析的場點網格，利用發動機噪聲試驗中的五點測試方法進行指定方位布點，如圖7 所示。
圖7 發動機噪聲的邊界元模型
3.3 發動機噪聲仿真與試驗的對標分析
文章建立的發動機噪聲仿真分析模型，同樣需要借助試驗對其仿真結果的真實性進行預判。
展開 汽車發動機噪聲控制——pdf書
汽車發動機噪聲控制——pdf書1
汽車發動機噪聲控制.part1.rar
汽車發動機噪聲控制.part2.rar
汽車發動機噪聲控制.part3.rar
發動機激勵整車結構噪聲混合仿真分析
摘 要：為解決整車開發早期沒有載荷譜無法進行整車發動機激勵噪聲預測的困境，本文采用多體進行發動機動力學分析，發動機載荷，結合有限元仿真技術，對整車進行發動機階次及overall分析，針對低頻轟鳴聲進行TPA診斷優化分析，結果證明仿真能反饋實車的主要問題，能有效為整車NVH前期開發提供有效的計算方法和指導方向。
關鍵詞：發動機激勵噪聲，多體，有限元，TPA
1.引言
發動機結構噪聲作為乘用車噪聲最大貢獻源[1][2]，一直是NVH工程師最大難題之一。為解決發動機結構噪聲，在不更改發動機內部運動件的情況下，眾多學者一直在不斷地做著各方面的研究和嘗試。近十年來，懸置系統解耦率分析方法已經非常成熟[3][4]，對NVH工程應用起到非常重要的指導作用。發動機接附點模態動剛度結構有限元仿真與優化[5][6]，避免了結構剛性不足所帶來的結構噪聲問題。車身傳遞函數仿真分析優化技術[7][8]，改善了對發動機激勵結構噪聲的放大傳遞作用。在應用這些研究成果過程中發現所有的分析僅僅考慮到子系統本身的性能，但整車是一個整體系統，子系統本身性能良好，不代表著整車裝配后的整體性能良好。整車狀態的仿真分析也大部分在有前一階段的載荷數據后才能開展分析工作。本文采用多體進行發動機動力學分析，發動機載荷，結合有限元仿真技術，對整車進行發動機階次分析，并合成overall。
2.仿真優化方法理論
2.1傳遞路徑技術理論
圖1 發動機激勵結構噪聲模型
發動機激勵結構噪聲模型簡化如圖1所示，發動機內部燃燒爆發力引起整機振動，經發動機懸置系統隔振后，對車身產生激勵力。激勵力經車身進行傳遞，經過放大或衰減作用后產生響應，通過人的觸覺或聽覺感受到發動機激勵所引起的結構振動和噪聲。
展開 基于模態提升發動機NVH優化研究
通過對缸體局部模態進行優化，提高了模態頻率，降低了缸體產生振動輻射噪聲的風險，最終降低了發動機的噪聲及振動，提升了發動機的聲品質。
缸體是發動機的核心零部件，是發動機結構的基礎。發動機眾多零部件都直接或間接地和缸體連接，發動機工作時缸體和其他零部件將產生復雜的振動或耦合共振，進而產生復雜的噪聲，即缸體強度的高低對發動機NVH及整車NVH的提升將產生重要的影響,所以確定缸體結構模態參數，特別是固有頻率和振型對控制振動輻射噪聲具有重要的意義。
結構共振噪聲在發動機噪聲中比較常見，而根據共振噪聲產生的機理，針對不同的噪聲形式可以采用不同的優化方式進行。如控制發動機缸體結構共振噪聲，可通過優化燃燒噪聲或者機械噪聲的方法進行，但是這樣可能會影響發動機的性能，所以往往降噪量有限。而采用模態優化增加結構剛度或者改善自身的阻尼特性來降低表面振動的方式也可以大幅度降低缸體輻射噪聲。在激振力不變的情況下，增加結構剛度，減小結構表面響應是控制發動機表面輻射噪聲的基本途徑。增加結構剛度的主要目的是提高結構的固有頻率，使其達到結構衰減較大的頻率區域。
本文以某發動機缸體為案例通過仿真分析和試驗相結合的方式確定了發動機結構共振噪聲，最終通過模態提升的方式提升了發動機的NVH性能。
缸體模態有限元分析
發動機工作時缸體是主要的受力件，氣體在燃燒室燃燒所產生的氣體壓力，通過活塞連桿傳遞到曲軸，通過缸體傳出。因此發動機缸體必須要求有足夠的剛度和強度，才能承受如此大的機械負荷并保證發動機的正常運行。一般在設計缸體時，必須對其進行有限元結構分析。
模態分析的目的是識別出結構的固有頻率、振型以及阻尼比。如圖1所示為某直列四缸發動機缸體的有限元模型，單元類型采用高階四面體，材料屬性設置見表1。
展開 
發動機油底殼輻射噪聲預測方法的研究
摘要：介紹了對發動機油底殼進行噪聲預測的兩種方法。通過振動速度法，估算了油底殼輻射的聲功率級。用ＦＥＭ／ＢＥＭ方法進行預測時，考慮了油底殼中潤滑油的耦合作用，并對耦合情況與非耦合情況的計算結果進行了比較，表明耦合作用對油底殼的振動有較大影響，并與聲強法測量的油底殼左右兩側的聲強圖進行了比較，聲強分布基本一致。結論：ＦＥＭ／ＢＥＭ方法是預測發動機油底殼輻射噪聲的有效方法。
發動機油底殼輻射噪聲預測方法的研究.pdf
AVL EXCITE用于車輛降噪的發動機仿真
AVL EXCITE用于車輛降噪的發動機仿真
AVL List Harald Pramberger 藍軍
[摘要] 噪聲和振動工程已成為汽車工業擴大市場的重要因素。不用置疑，在中國為區別產品優劣和滿足外部噪聲法規，NVH（噪聲、振動和粗暴）問題越來越重要。
與配置良好的工程試驗方法一道，發動機噪聲輻射和振動的仿真已頻繁應用于發動機的開發過程中。仿真的基本方法仍然在不斷發展，并獲得穩步提高。本文著重討論發動機計算聲學的當前常用方法，并展望新方法和新技術，可在不久的將來應用在發動機和車輛的開發過程中。
概述
為減少城市環境的噪聲污染，并滿足不斷增長的舒適性要求，需要低噪聲的車用發動機和動力總成。因此在設計階段，需要適用廣泛的仿真方法和軟件工具，來分析噪聲的產生和傳遞至機體或總成的復雜物理現象。
AVL EXCITE正是為這些應用而開發的，它結合杰出的仿真技術，可實現發動機動力學和噪聲的仿真計算，獲得接近真值的理想結果[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]。
1 前言
當車輛在公路上高速行駛時，風聲和輪胎噪聲是主導的，但在城鎮中使用時，發動機則是最重要的噪聲源。由于法規旨在降低城鎮環境噪聲污染，故低噪聲發動機是降低車輛噪聲的重要手段。
測量技術已在過去的時間里得到發展、應用和報道。由加窗及隨后的其它處理方法，可成功獲取單一噪聲源，進而估計單一噪聲源在車輛行駛總噪聲中的主導貢獻，包括考慮噪聲源輻射的方向性、傳播和反射，或使用車輛近場大型麥克風陣[4]。可確定的單一噪聲源常來自發動機表面、油底殼、齒輪箱表面、排氣口、排氣消聲器、排氣管、進氣口、進氣管表面以及輪胎（與道路）等。圖1 為一實例。
展開 『轉貼』發動機噪聲診斷方法[分享]
● 連桿軸承噪聲
連桿間隙過量會引起在發動機的各種轉速下，即怠速和載荷工況下的敲擊造噪音。當軸承開始變得松動時，該噪音可能與活塞的拍擊聲或者松動的活塞銷的噪音混淆在一起。噪音的音量隨發動機的轉速增加。低機油壓力也將伴隨這種情況產生。
● 活塞噪聲
最困難的是指出活塞銷、連桿以及活塞噪音之間的區別。松動的活塞造成的雙擊敲擊聲，通常在發動機怠速運轉時可以被聽到。當這個氣缸的噴油器被拆下時，這種敲擊的聲音將會發生明顯的改變。然而，在某些發動機上，當車輛以穩定的的速度在道路上行駛時，這種敲擊的聲音反而變得更加明顯。
展開 汽車的噪聲分析及防止法
汽車的噪聲分析及防止法
作者： 出自：
環境污染之一是噪聲，噪聲的主要來源之一是汽車，汽車噪聲的大小衡量汽車質量水平的重要指標，因此，汽車噪聲的防治也是世界汽車工業的一個重要課題。
汽車的噪聲源有多種，例如發動機、變速器、驅動橋、傳動軸、車廂、玻璃窗、輪胎、繼電器、喇叭、音響等等都會產生噪聲。這些噪聲有些是被動產生的，有些是主動發生的(如人為按動喇叭)。但是主要來源只有兩個方面，一個是發動機，另一個是輪胎，它們都是被動發生的，只要車子行駛就會產生噪聲。
在發動機各種噪聲中，發動機表面輻射噪聲是主要的。發動機表面輻射噪聲由燃燒噪聲和機械噪聲兩大類構成，是發動機內部的燃燒及機械振動所產生的噪聲。燃燒噪聲是指氣缸燃燒壓力通過活塞、連桿、曲軸、缸體等途徑向外輻射產生的噪聲，機械噪聲是指活塞、齒輪、配氣機構等運動件之間機械撞擊產生的振動噪聲。一般情況下，低轉速時燃燒噪聲占主導地位，高轉速時機械噪聲占主導地位。兩者是密切相關，相互影響的。實踐表明，減少振動是降低噪聲的根本措施。增加發動機結構的剛度和阻尼，是減少表面振動的方法，從而達到降低噪聲的目的。
輪胎在路面滾動產生的噪聲也是很大的。有關研究表明，在干燥路面上，當汽車時速達到100公里時，輪胎噪聲成為整車噪聲的重要噪聲源。而在濕路面上，即使車速低，輪胎噪聲也會蓋過其它噪聲成為最主要的噪聲源。輪胎噪聲來自泵氣效應和輪胎振動。所謂泵氣效應是指，輪胎高速滾動時引起輪胎變形，使得輕胎花紋與路面之間的空氣受壓擠，隨著輪胎滾動，空氣又在輪胎離開接觸面時被釋放，這樣連續的“壓擠釋放”，空氣就迸發出噪聲，而且車速越快噪聲越大，車輛越重噪聲越大。輪胎振動與輪胎的剛度和阻尼有關，剛度增大(例如輪胎簾布層數目增加)，阻尼減少，輪胎的振動就會增大，噪聲也就大了。
展開 使用ANSYS CFX為渦輪噴氣發動機設計產生更少噪聲的風扇
Usanin, Aviadvigatel Perm
翻譯：上海安世亞太
前言
由于針對有害排放物和噪聲水平具有嚴格的國際標準，設計和開發燃氣渦輪發動機的公司正面臨著艱巨的任務——制造具有高生態效率的發動機。為了滿足這些要求，需要對發動機內部發生的過程進行數值模擬，以深入了解發生的情況，并確定導致這種行為的因素。對于高旁路比的航空發動機，風扇級產生的聲噪聲是發動機總噪聲水平的主要貢獻者。
針對這些噪聲要求，我們使用ANSYS CFX計算流體力學(CFD)軟件來估算不同風扇級幾何的氣動和聲學效率。
圖1. 風扇級幾何模型
幾何模型
為了開發FEGV（風扇出口導葉）的幾何，將FEGV中表面非定常壓差的區域平均振幅作為轉子-定子聲源的主要來源。振幅由風扇級的三維非定常CFD計算獲得。參考文獻表明，使用該方法的計算結果與實驗數據具有良好一致性。
圖2. FEGV形狀
這種風扇是為一種先進的新型渦輪噴氣發動機設計的。將進口導葉（IGV）和風扇出口導葉（FEGV）按20%比例縮放，以縮小分析域的規模。結果域包含1個風扇葉片通道、2個FEGV通道和4個IGV通道。網格模型由大約150萬個節點組成。研究了四種不同幾何形狀的出口導葉。
選擇徑向設計（無傾角）作為初始幾何。具有20度和30度傾斜角的葉片分別被選作第二種和第三種幾何。具有沿著葉片高度的曲線軸的葉片選作第四種幾何類型。
結果分析
所有的CFD計算都是在ANSYS CFX(CFX-5.6)中進行的，因為該軟件解決方案對非定常流動有良好的效果。對風扇級進行了非定常CFD計算，計算結果表明：
葉片中表面的壓力與吸入面之間存在非定常壓差。然后對中表面的壓差進行傅里葉變換。
展開 噪聲振動頻譜分析與實例
發動機是多聲源的復雜動力機械，按照噪聲輻射的方式來分，可把發動機的主要噪聲源分為直接向大氣輻射和通過發動機表面向外輻射兩大類。&pasv
直接向大氣輻射的噪聲源有進氣噪聲、排氣噪聲和風扇噪聲。它們是由氣流的振動而產生的空氣動力噪聲。柴油機進氣系統中的增壓器及掃氣泵的噪聲，也包括在進氣噪聲中。d<U5
發動機表面向外輻射的噪聲，是發動機工作時，內部結構的振動而產生的噪聲，通過發動機的外表面以及與發動機外表面剛性連接的零部件的振動向大氣輻射的，因此叫做發動機的表面噪聲。發動機的表面噪聲，根據產生的機理，可分為燃燒噪聲和機械噪聲。&`
燃燒噪聲，是發動機工作時，氣缸內周期性變化的氣體壓力的作用而產生的。它主要由發動機的燃燒方式和燃燒速度來決定。+U+/8
機械噪聲，是發動機工作時，各運動件之間以及運動件與固定件之間由周期性變化的機械作用力的作用而產生的。它與激發力的大小、運動件的結構等因素有關。zdPt&
應該指出的是，燃燒噪聲和機械噪聲是很難嚴格區分的。部分機械噪聲也是發動機氣缸內燃燒間接激發的噪聲，例如氣缸內燃燒所形成的壓力振動通過缸蓋、活塞 ——連稈——曲軸——機體向外輻射的噪聲也是由燃燒激發。將活塞對缸套的敲擊、正時齒輪、配氣機構、油泵系統等運動件之間機械撞擊所產生的振動激發的噪聲叫做機械噪聲。<UO
發動機的型式不同，其各噪聲源所占發動機總噪聲的比例也不同。柴油機的主要噪聲源是燃燒噪聲：汽油機的主要噪聲源是進、排氣噪聲和配氣機構噪聲；風扇噪聲在風冷汽油機中是主要噪聲源之一。<
展開 基于動力學的發動機正時皮帶怠速噪聲仿真分析及試驗研究
摘要： 以某3缸增壓直噴汽油機正時皮帶怠速低頻噪聲為研究對象，通過試驗鎖定噪聲源和噪聲頻段，并對該噪聲產生機理進行分析。針對該噪聲源和噪聲頻段，通過一維動力學仿真的方法來優化正時皮帶系統的布置參數，尋找到降低該噪聲的方法，并最終通過噪聲-振動-平順性(NVH)試驗驗證了提高皮帶剛度和增加小惰輪的方案能夠有效降低該噪聲。
概述
隨著人們對整車舒適性的要求越來越高，對發動機的噪聲-振動-平順性(NVH)要求也越來越嚴格[1]。正時傳動系統是發動機配氣機構的重要組成部分，用于準確地定時開啟和關閉相應的進、排氣門[2]。正時性能的好壞直接影響發動機的動力性、經濟性、NVH及排放性能[3]。正時皮帶由于噪聲低而被廣泛用于發動機上驅動氣門機構，但正時皮帶噪聲令人厭煩。為了提升整車的安靜程度，高質量的整車必須降低正時皮帶的噪聲[4]。
針對正時系統噪聲的研究有：文獻[5-8]針對正時鏈傳動系統展開了研究，得到了正時鏈傳動系統的降噪方案；文獻[9-14]針對正時皮帶傳動系統展開了研究，得出了帶齒嚙合力和轉速等對正時皮帶嚙合噪聲的影響規律，總結出一系列降低正時皮帶嚙合噪聲的方法。
本文以某3缸增壓直噴汽油機正時皮帶怠速低頻噪聲為研究對象，通過試驗鎖定噪聲源和噪聲頻段，并對該噪聲產生機理進行分析。針對該噪聲源和噪聲頻段，通過一維動力學仿真的方法來優化正時皮帶系統的布置參數，尋找到降低該噪聲的方法，并最終通過NVH試驗證實提高皮帶剛度和增加小惰輪的方案能夠有效降低該噪聲。
文獻[9-14]研究的正時皮帶噪聲均為嚙合噪聲，噪聲頻率與發動機的轉速相關，采用的降噪措施均為降低嚙合沖擊。
展開 
『轉貼』汽車噪音的測定及有關標準
汽車噪音的測定及有關標準
１.汽車噪聲是一個包括各種性質噪聲的綜合噪聲源，其主要噪聲源可分為：發動機、冷卻系統、排氣系統、進氣系統、傳動系統及輪胎。在這些噪聲源中，有的與發動機轉速有關，有的與汽車速度有關。近年來國內外工程技術人員通過采用聲強測量等各種現代試驗手段和分析技術，對汽車綜合噪聲的各主要噪聲源的構成有了大致了解，但由于影響汽車噪聲的因素很復雜，使得控制汽車噪聲仍然顯得十分困難。
不同類型汽車噪聲的特性及各噪聲源所占整車噪聲能量的比率差異很大。以往的研究結果表明：發動機噪聲所占的比重最大，而隨著路面條件改善，車輛高速行駛時輪胎噪聲已成為又一個主要噪聲源，但是在國內交通狀況下仍屬于主要噪聲來源。
為了有效地控制公路交通噪聲，提高汽車乘坐舒適性，降低對駕乘人員及公路周圍人員的聽覺損害，國內外都制定了一些測試規范，此外還有一些如汽(柴)油機噪聲、輪胎噪聲等等總成測量方法。
２.我國現行噪聲標準與日本、歐美等國家噪聲法規(標準)的比較
各國對汽車噪聲認識都有一個不斷演變的過程，以日本為例，日本在50年代初對于所有類型汽車都規定了同一限制值，正常行駛噪聲和發動機怠速運轉時的排氣噪聲均不得超過85db(a)。隨著日本國內汽車擁有量迅速增加，日本于1971年大幅度加強了對汽車正常行駛和排氣噪聲的限制，同時又開始限制汽車在市區行駛時產生的最大噪聲及加速行駛噪聲，1975年又修改了加速行駛噪聲最大允許限制值，并制定了分兩階段實施目標的長期規劃。通過以降低發動機噪聲為中心的各項措施，發動機噪聲占整車噪聲的比重(以大型車為例)從開始實施長期規劃初期的65％～75％降低到實現第二階段目標的30％左右。各主要車型的加速行駛噪聲實測值也平均下降了約10db，降噪成效是十分顯著的。
展開 『分享』汽車設計之初步－－－振動和噪聲
環境污染之一是噪聲，噪聲的主要來源之一是汽車，汽車噪聲的大小衡量汽車質量水平的重要指標，因此，汽車噪聲的防治也是世界汽車工業的一個重要課題。
汽車的噪聲源有多種，例如發動機、變速器、驅動橋、傳動軸、車廂、玻璃窗、輪胎、繼電器、喇叭、音響等等都會產生噪聲。這些噪聲有些是被動產生的，有些是主動發生的（如人為按動喇叭）。但是主要來源只有兩個方面，一個是發動機，另一個是輪胎，它們都是被動發生的，只要車子行駛就會產生噪聲。
在發動機各種噪聲中，發動機表面輻射噪聲是主要的。發動機表面輻射噪聲由燃燒噪聲和機械噪聲兩大類構成，是發動機內部的燃燒及機械振動所產生的噪聲。燃燒噪聲是指氣缸燃燒壓力通過活塞、連桿、曲軸、缸體等途徑向外輻射產生的噪聲，機械噪聲是指活塞、齒輪、配氣機構等運動件之間機械撞擊產生的振動噪聲。一般情況下，低轉速時燃燒噪聲占主導地位，高轉速時機械噪聲占主導地位。兩者是密切相關，相互影響的。實踐表明，減少振動是降低噪聲的根本措施。增加發動機結構的剛度和阻尼，是減少表面振動的方法，從而達到降低噪聲的目的。
輪胎在路面滾動產生的噪聲也是很大的。有關研究表明，在干燥路面上，當汽車時速達到100公里時，輪胎噪聲成為整車噪聲的重要噪聲源。而在濕路面上，即使車速低，輪胎噪聲也會蓋過其它噪聲成為最主要的噪聲源。輪胎噪聲來自泵氣效應和輪胎振動。所謂泵氣效應是指，輪胎高速滾動時引起輪胎變形，使得輕胎花紋與路面之間的空氣受壓擠，隨著輪胎滾動，空氣又在輪胎離開接觸面時被釋放，這樣連續的“壓擠釋放”，空氣就迸發出噪聲，而且車速越快噪聲越大，車輛越重噪聲越大。輪胎振動與輪胎的剛度和阻尼有關，剛度增大（例如輪胎簾布層數目增加），阻尼減少，輪胎的振動就會增大，噪聲也就大了。要降低輪胎的噪聲，胎面可采用多種花紋節距，采用高阻尼橡膠材料，調整好輪胎的負載平衡以減少自激振動等。
展開 LMS 結構噪聲及流體噪聲解決方案
航空航天
由于其巨大的體積和本身固有特性，飛機在在機場附近產生的噪聲是非常惱人的，并且它也常為飛機設計中非常重要的一環。例如飛機在起飛和降落時、發動機噪聲、機翼噪聲、起落架噪聲都成為整體噪聲的重要構成部分。
感謝新的流體噪聲模塊以及其與CFD軟件之間良好的接口。SYSNOISE Rev5.6提供了一個更易于理解起落架噪聲和機翼噪聲的解決方案，這使得我們的工程師能夠設計出更好的飛機從而降低飛機的流體噪聲。
其他應用
SYSNOISE Rev5.6 同時也在其他行業得到廣泛應用。
- 加工車間
- 電子行業
- 工業企業
- 動力系統
- 計算機風扇噪聲
- 硬盤噪聲
- 家用電器（吹風機、吸塵器等）
- 等。
流體噪聲分析的廣泛應用
展開 virtual.lab中發動機和齒輪噪聲分析技術方案
分享一些virtual.lab的發動機和齒輪噪聲分析技術方案，希望對別人會有幫助
發動機動力總成CAE方案.doc
齒輪噪聲分析
Gear noise simulation.part1.rar
Gear noise simulation.part2.rar
Gear noise simulation.part3.rar
