柴油机冲压气缸盖的振动和优化分析

柴油机冲压气缸盖的振动和优化分析

汽车用户对汽车需求不断增加，这些需求包括燃油效率、成本、振动和噪声等，尤其是对车内振动和噪声的要求显著增加。发动机在引发车内振动和噪声方面起到重要作用，尤其是柴油机，其气缸盖振动产生强烈的辐射噪声，通过空气或相关连接装置传递到车内，造成驾驶员紧张。通常气缸盖由铸铁和加强肋构成，通过增加气缸盖的质量和刚度，可减轻产生的振动，但这会增加气缸盖的制造成本，也不利于实现汽车轻量化。近些年，通过冲压成形较薄的铝合金或钢铁合金钢板而制成柴油机气缸盖，实现了汽车轻量化。对此需要对柴油机冲压气缸盖的振动噪声进行分析和优化。

柴油机气缸盖能够保证发动机密封，即使在高温下也不会产生气体泄漏。通过实例分析气缸盖的振动，选择一个典型的铝合金气缸盖，厚度3mm。通过对气缸盖的振型分析发现，与铸铁合金气缸盖相比，铝合金气缸盖的振动显著恶化，由此产生的辐射噪声显著增加。因而，考虑在铝合金气缸盖上引入凹槽，凹槽内部填充橡胶原件，由此限制气缸盖产生的振动。为了使限制振动噪声的效果达到最大，对凹槽的分布进行了优化。优化结果发现，不同深度和分布的凹槽对气缸盖振动的减轻大致相同，但对辐射噪声的消减尤其是对高频辐射噪声的消减具有明显差异。

Romualdo Ruotolo et al.

SAE 2016-01-1772.

编译：李臣