[优秀论文]车辆排气系统振动建模与动力学特性研究.pdf

上海交通大学
博士学位论文
车辆排气系统振动建模与动力学特性研究
姓名:李松波
申请学位级别:博士
专业:车辆工程
指导教师:张建武
20080401
车辆排气系统振动建模与动力学特性研究摘要统建模中的重要性进行理论描述和评价。分析结果显示,发动机悬置系统对排气系统建模准确性具有重要影响,是排气系统建模不可或缺析,给出了敏感的组件参数,简化了排气系统振动设计的难度。排气系统是车辆的重要组成部分,负责发动机尾气排放。它的降噪、尾气净化和压力损失等问题已被广泛的关注,但其动力学特性却没有引起足够的重视。传统的排气系统一般为左右,同发动机和车体相连,随着排气系统重量较大幅度的增加,一个主消声器的质量己接近,这不仅影响车辆的舒适性,也会干扰悬置系统的合理设计,因此需要对车辆排气系统的动力学特性给予全面的研究。由于车辆排气系统结构的复杂性,无法直接采用传统的振动理论模型给予描述。本文建立了基于梁单元的排气系统一维数值模型,给‘出了排气组件的建模方法,特别对法兰接头的简化进行了实验验证,对具有复杂拓扑结构的消声器的一维简化提供了简单实用的建模方法。在此基础上,对排气系统进行了数值和实验模态分析,其中,约束模态分析模型中包含了发动机悬置系统。实验和数值分析表明,二者最大频率偏差不超过的P湍芄徽媸档拿枋雠牌低痴动特性。在排气系统一维数值建模的基础上,对发动机悬置系统在排气系的部分。由于排气系统组件设计参数较多,给排气系统动力设计和优化增加了难度,本文进行了排气系统固有频率对组件参数的敏感度分排气系统和发动机相连,由于传统的排气系统重量较轻,发动机上海交通大学博士学位论文
立了包含排气系统在内的自由度发动机悬置系统动力学模型,其包含车身、车体、发动机和排气系统的数值模型,考虑了悬架、衬套和排气吊挂等耗能组件,分析了发动机和龇较虻募だ验。研究表明,无论理论模型还是数值模型都能够较好的描述的排气系统的动力特性,同时,由于模型的简化和激励的复杂性,仿真结果悬置设计一般忽略排气系统的影响,随着排气系统重量和吊挂刚度等参数的增加,必须给予重视。本文在排气系统模态分析的基础上,建中排气系统被简化为由集中质量、刚度和阻尼所描述的自由度的振动系统。研究表明,排气系统对发动机悬置较蚝鸵苑较虻哪态影响最大,桶沃琘和乱最小,最大的频率波动超过,发生在良方向,同时,除吐曳较蛲猓愿鞲龇较虻慕怦盥实挠啊响都在%左右。路面激励和发动机激励都是排气系统最主要的振源。因此,需要被研究排气系统在路面和发动机激励下的振动传递特性。对路面激励的研究是以排气系统理论建模和经典的半车模型为基础,建立包含排气系统的杂啥萙向车辆振动模型;对发动机激励的研究是以包含发动机系统的排气系统数值模型为基础,运用教ǎ⒘为了验证两种模型的合理性,分别对两种情况下的激励进行了实车实和实验结果仍然存在一定的偏差。最后,对排气系统的振动控制方法进行了总结。关键词:车辆排气系统振动建模发动机悬置系统路面与发动机激励动力学上海交通大学博士学位论文摘要●
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学位论文作者签名蚍枚日期:扩年日上海交通大学上海父逋大莩学位论文原创生声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
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第一章绪论盗九牌低当今社会汽车已成为人们生产和生活中必不可少的交通工具。汽车工业的发展水平已成为一个国家现代化程度的重要标志之一。发动机作为车辆的心脏,。发动机在向车辆提供动力的同时,燃烧燃料产生大量的尾气,包含谎趸、碳氢化台物和氮氧化物微粒和碳烟扔泻ζ澹源笃斐晌廴荆煌庇捎诜动机在运行的过程中机械噪声、气体动力噪声和燃烧噪声的存在执谌蓟声级一般为~,严重影响了车辆乘坐的舒适性。为