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背景 客戶是一家北美領先的汽車制造商 客戶希望能在氣缸蓋和缸體上嘗試做減重修改。該項目的交付期限很短，客戶希望在性能目標達到的前提下，從各個部件中實現合理的減重目標。此外，客戶希望同時進行形狀優化和拓撲優化，以提高材料利用率。同時，可以針對缸體上的筋作進一步優化設計和拓撲優化，實現動力總成的剛度和彎曲模態的優化方案。

發動機及其部件（缸體、缸蓋等）是汽車上萬個零件中決定整車性能的重要組成之一，其工藝也基本代表著最先進的汽車制造技術。

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。

1 發動機有限元模型的建立 使用ProE 軟件建立發動機的三維幾何數據，前處理網格劃分由HyperMesh 軟件完成。缸體、缸蓋、罩蓋、軸承蓋、歧管、壓縮機、發電機、進排氣歧管以及部分鑄件支架等由二階四面體單元劃分，油底殼及沖壓支架由殼單元劃分，模型的網格數量在60 萬個左右。

（3）鋁的影響 微量元素鋁的含量在一定范圍下并不會對發動機缸體缸蓋鑄件的質量產生影響，但是當鋁的含量超過一定范圍后，就會產生氫氣孔，使鑄件報廢。

以汽車NVH為研究對象，汽車是一個由激發源（發動機、變速器等）、振動傳感器（由懸架系統和側接器組成）和噪聲發射器（車身）組成的系統。本文以某汽車三缸發動機為研究對象，運用多體動力學理論分析了發動機缸蓋、缸體和側蓋處的振動和噪聲源特性。利用有限元理論分析了氣缸蓋、缸體和側蓋在振動噪聲源頻段內的模態。最后，利用邊界元法對優化后的車身覆蓋層效果進行了預測。

（3）鋁的影響 微量元素鋁的含量在一定范圍下并不會對發動機缸體缸蓋鑄件的質量產生影響，但是當鋁的含量超過一定范圍后，就會產生氫氣孔，使鑄件報廢。

（3）鋁的影響 微量元素鋁的含量在一定范圍下并不會對發動機缸體缸蓋鑄件的質量產生影響，但是當鋁的含量超過一定范圍后，就會產生氫氣孔，使鑄件報廢。

（3）鋁的影響 微量元素鋁的含量在一定范圍下并不會對發動機缸體缸蓋鑄件的質量產生影響，但是當鋁的含量超過一定范圍后，就會產生氫氣孔，使鑄件報廢。

同時，還降低了發動機驅動水泵造成的能量損失；節溫器也采用電子化控制，發動機ECU檢測到缸體和缸蓋的溫度后，根據自己內部設定的溫度模型，合理的打開節溫器開度，有利于實現較短的暖機時間，和較長的保溫時間，使發動機工作循環內實現更理想的熱管理控制，對燃燒和潤滑性能都有正面的影響，從而實現更好的排放和經濟性能。 發動機摩擦功屬于內部消耗，這部分功只能阻礙性能。

上述文獻對于出現的故障，大多是增加支架或者增加減振措施進行故障整改，通過改變壓縮機支架的模態，以避免其與發動機發生耦合或共振。目前文獻更多的是關注壓縮機支架模態，而對其輕量化優化設計卻少有涉及。

圖5 發動機動力學模型3.1.3柔性化曲軸系統 將曲軸CAD模型進行有限元網格劃分，并進行模態縮減，替換發動機動力學模型中的剛體模型，進行動力學精細化計算，圖6為柔性化后的剛柔耦合發動機動力學模型。 圖6 剛柔耦合發動機動力學模型3.1.4激勵力分析 如圖7所示，將測試缸壓加載至活塞端面，進行MBD時域仿真分析，得到曲軸中心軸承處的時域載荷。

圖 1：本田 CR-V 車型的幾何和網格組合視圖圖 2：發動機缸體的剖切部分，排氣歧管內有空氣，網格完全共形的外部空氣總的來說，由此產生的多塊網格包含 57 個不同的塊，所有這些塊都通過節點共形界面連接。對于可行性研究，第一次嘗試沒有插入粘性層。相反，壁函數用于模擬邊界層中的流動。

本田 CRV 車型的半身網格（左），排氣歧管內部空氣和外部空氣的網格化發動機缸體剖切部分，其中網格完全共形，包括流體域和固體域之間的連接（正確的）。

但內燃機質量大，振動噪聲高，長時間運行時發動機溫度和壓力過高，氣缸內易積攢煙灰和積碳。由于內燃機在運行過程中，活塞撞擊和零配件的間隙過大等都會導致內燃機缸蓋和機體振動。內燃機表面的振動信號反映了內燃機內部的工作狀態，對振動噪聲信號進行測試和分析可以得出內燃機內部運行狀況和振動噪聲產生的原因。

汽車生產涉及車身沖壓、發動機零部件加工、底盤配件制造等多個環節，其中發動機缸體、缸蓋、曲軸，變速箱齒輪、傳動軸等核心零部件的加工，多為高精度、高負荷的金屬切削與磨削工序，對切削液的抗磨性、高溫穩定性、清潔性要求嚴苛。同時，汽車零部件加工多為規模化、自動化生產線，切削液需適配連續作業工況，具備換油周期長、性能穩定的特點，滿足大批量、高效率的生產需求。

發動機蓋聲固耦合問題1) 實際痛點：發動機運轉噪聲通過結構傳遞至車內，導致車內噪聲超標（如超過 65dB），影響駕駛體驗；2) 課程解決方案：教你用 “協同仿真（MpCCI/CSE）技術”，實現聲學網格與結構網格的精準匹配（耦合面節點偏差≤網格尺寸 10%），計算 20-2000Hz 人耳敏感頻段的聲壓級，定位噪聲輻射核心區域（如發動機蓋靠近缸體部位），通過調整材料厚度（如從 1.2mm

例如，汽車發動機缸體加工前，需在平臺上進行找平定和位，確保缸體平面與加工刀具的相對位置精度裝配精度驗證與調整：對需要多部件組裝的設備，在平臺上裝配時可通過基準面檢測各部件的平行度、同軸度、垂直度，避免裝配偏差。

- 汽車零部件檢測：可以測量發動機缸體、缸蓋、曲軸等關鍵零部件的尺寸精度和形狀精度。例如，對于發動機缸體，三坐標測量機可以精確測量缸筒的圓柱度、平面度以及各安裝孔的位置度等參數，確保發動機的性能和裝配質量。 - 汽車車身檢測：用于檢測車身框架的尺寸精度，保證車身的裝配精度和整體質量。

汽車零部件檢測：可精確測量發動機缸體、缸蓋、曲軸、凸輪軸等關鍵零部件的尺寸、形狀和位置精度，確保其符合設計要求。例如，通過三坐標測量機對曲軸的圓柱度、直線度、偏心距等參數進行檢測，保證發動機的性能和可靠性。 2. 車身及覆蓋件檢測：用于檢測車身的外形尺寸、曲面輪廓以及車門、引擎蓋、后備箱蓋等覆蓋件的配合精度。這有助于提高汽車的裝配質量，減少風噪、漏水等問題。 3.