автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Разработка метода расчета вибрации и структурного шума корпусных деталей автомобильных дизелей



На правах рукописи УДК621.436

Руссинковский Виталий Сергеевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА ВИБРАЦИИ И СТРУКТУРНОГО ШУМА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана.

доктор технических наук, засл. деят. науки РФ, профессор Чайнов Н.Д.

доктор технических наук, профессор Тольский В.Е.

кандидат технических наук, профессор Шатров М.Г.

ОАО «Автодизель» (ЯМЗ)

Зашита диссертации состоится «03 » ЫЮКЗ 2005 г. в на заседании диссертационного совета Д 212.141.09 при Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана по адресу: 105005, Москва, Рубцовская наб., д. 2/18, Учебно-лабораторный корпус, ауд. 947.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э.

Баумана.

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 105005, Москва, ул. 2-ая Бауманская, д. 5, МГТУ им. Н.Э. Баумана, ученому секретарю диссертационного совета Д212.141.09

Автореферат разослан «04» М^Д_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук доцент

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведушая организация:

ОБЩИЕ ПО ТЕКСТУ ОБОЗНАЧЕНИЯ

МКЭ - метод конечных элементов

ПМГЭ - прямой метод граничных элементов

НМГЭ - непрямой метод граничных элементов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современное законодательство в области экологии характеризуется повышенными требованиями к предельно допустимому внешнему шуму автомобиля, одним из основных источников которого является двигатель. В России введен ГОСТ Р41-51, соответствующий Директиве №51 ЕЭК ООН, который устанавливает предельно допустимый внешний шум автомобиля с дизельным двигателем 75...82 дБА в зависимости от категории автотранспортного средства. В то же время экономика требует дальнейшего повышения мощности двигателей, что без принятия соответствующих мер ведет к повышению шума.

Излучение звука вследствие вибрации наружных поверхностей корпусных деталей является одним из основных источников шума дизеля, называемым структурным шумом. Снижение структурного шума, которое может быть достигнуто рациональной конструкцией корпусных деталей, содержит в себе возможности значительного снижения шума дизеля.

Расчет структурного шума позволяет заложить оптимальные виброакустические характеристики корпусных деталей уже на ранних стадиях проектирования двигателя, в то время как существенно изменить их конструкцию на этапе экспериментальной доводки затруднительно.

Для расчета структурного шума должны быть выполнены два последовательных этапа - расчет вибрации корпусных деталей под действием вызывающих ее механических источников и расчет излучения звука наружными поверхностями вибрирующих корпусных деталей.

На сегодняшний день методы расчета структурного шума корпусных деталей дизелей разработаны недостаточно. Созданию аналитических методов расчета вибрации и излучения звука препятствует сложная геометрическая форма корпусных деталей. Поэтому наиболее перспективным представляется применение численных методов - метода конечных элементов для расчета вибрации и метода граничных элементов для расчета излучения структурного шума. Метод конечных элементов уже достаточно широко используется в машиностроении для решения задач прочности и динамики, в то время как использование метода граничных элементов, позволяющего эффективно решать задачи излучения звука, еще не достаточно.

С использованием методов конечных и граничных элементов может быть создана эффективная методика анализа структурного шума корпусных деталей двигателей, которая позволит определять их виброакустические характеристики при проектировании новых или модернизации существующих двигателей, значительно сократив объем натурных испытаний.

Целью настоящей диссертации является разработка метода расчета вибрации и структурного шума, излучаемого корпусными деталями автомобильного дизеля, позволяющего на базе методов конечных и граничных элементов анализировать влияние на вибрацию и структурный шум конструкции и условий работы корпусных деталей, механизмов двигателя, параметров рабочего процесса двигателя.

Для достижения указанной цели необходимо решение следующих задач. Проведение анализа основных источников вибрации корпусных деталей дизелей. Построение математических моделей основных источников вибрации. Анализ численных методов, применяемых для расчета вибрации и структурного шума корпусных деталей дизелей. Разработка алгоритма применения метода конечных элементов к расчету вибрации корпусных деталей автомобильных дизелей. Разработка алгоритма применения метода граничных элементов к расчету излучения звука корпусными деталями автомобильных дизелей. Проведение экспериментальных исследований, подтверждающих адекватность результатов расчета разработанным методом.

Методы исследования. В работе используются методы расчетного и экспериментального исследования. Экспериментальные исследования были выполнены на ЯМЗ и ЗРД КАМАЗ.

Достоверность результатов разработанного метода расчета вибрации и структурного шума корпусных деталей автомобильных дизелей подтверждена сходимостью расчетных результатов с экспериментальными.

Научная новизна. На основе метода передаточных функций и современных численных методов разработана методика и алгоритм расчета вибрации и структурного шума корпусных деталей автомобильных дизелей с учетом сил и моментов КШМ, включая вторичную динамику поршневой группы.

Практическая значимость работы. Разработанный метод позволяет рассчитывать вибрацию и структурный шум корпусных деталей автомобильных дизелей при проектировании. Применение метода позволяет сократить затраты на изготовление опытных образцов корпусных деталей и проведение натурных экспериментов по доводке вибро-акустических ха-

рактеристик корпусных деталей автомобильных дизелей. Разработана модель учета влияния вращающегося коленчатого вала на жесткость и инерцию корпусных деталей. Предложен алгоритм расчета вынужденных колебаний МКЭ на основе метода суперпозиции собственных частот и форм колебаний корпусных деталей. ПМГЭ адаптирован к задаче расчета структурного шума корпусных деталей с помощью применения схемы обеспечения однозначности решения на произвольных частотах. Разработан программный комплекс, реализующий расчеты.

Реализация работы. Результаты работы использованы в научно-исследовательских работах, проводимых ГНУ НИИЭМ МГТУ им. Н.Э.Баумана для ОАО «Автодизель» (ЯМЗ) в 2003-2005 годах.

Аппробация работы. Основные результаты работы были доложены на XX научной конференции «CAD-FEM User's Meeting», Фридрихсха-фен, Германия; VI международном симпозиуме «Transport Noise and Vibration», Санкт-Петербург, Россия; VIII и IX Международных конгрессах двигателестроителей, Рыбачье, Украина; научно-технических конференциях МГТУ им. Н.Э. Баумана, МАДИ (ТУ), МАМИ, Владимирском государственном университете, Рязанском военном автомобильном институте.

Публикации. По результатам исследований, вошедших в диссертацию, опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 182 страницах и содержит введение, четыре главы основного содержания, основные выводы и результаты, заключение, список использованной литературы из 173 наименований и приложения. Диссертация содержит 67 рисунков и 14 таблиц.

В первой главе проведен обзор источников структурного шума и методов его расчета. На основе публикаций, посвященных экспериментальному исследованию структурного шума, даны качественные и количественные характеристики структурного шума в автомобильных дизелях, создаваемого: силами давления газа и инерции; перекладками поршней; пульсациями давления при сгорании топлива; неравномерностью крутящего момента на валах, вызванной работой топливного насоса и механизма газораспределения; импульсами силы при открытии и закрытии газораспределительных клапанов и в элементах ТНВД при прекращении цикловой подачи топлива; работой агрегатов наддува и вспомогательных агрегатов двигателя. Исследованиям и расчетам структурного шума посвящены работы В.И.Зинченко, В.Д.Курнатова, Л.В.Тузова, В.Н.Луканина, И.В.Алексеева, М.Г.Шатрова, Ю.В.Галевко, Т. Priede, В. Schpessert, фирм AVL, Ricardo, FEV. Последовательность анализа вибрации и структурного

шума принято делить на этапы расчета источников вибрации, расчета вибрации корпусных деталей под действием выбранных источников и расчета излучения звука. В области частот ниже 2..3 кГц колебания принято считать детерминированными и представлять рядами или интегралами Фурье. При более высоких частотах колебания принято считать случайными и представлять корреляционными функциями или спектральными плотностями. Для расчетов вибрации и излучения звука используются аналитические, расчетно-экспериментальные и расчетные методы. Развитие аналитических методов затруднено сложной геометрической формой корпусных деталей, к которой трудно применить известные аналитические решения. Расчетно-экспериментальные методы предполагают наличие прототипа изучаемого двигателя, что затрудняет распространение результатов расчета на новые конструкции. Расчеты на основе энергетических методов применимы только к высокочастотной области. Поэтому основным направлением развития методов расчета структурного шума корпусных деталей в октавах 1 и 2 кГц, где излучается наибольшее его количество, является применение численных методов.

Во второй главе излагаются теоретические основы методов расчета вибрации и структурного шума. Применение метода передаточных функций, впервые использованного для исследования вибрации и шума поршневых двигателей В.Н. Луканиным, позволяет избежать повторения ресурсоемких расчетов численными методами при проведении расчетов на различных режимах работы. Для использования метода передаточных функций воздействие источников вибрации на корпусные детали рассматривается как аддитивное. Изменения во времени большинства сил и моментов, действующих на корпусные детали, например, сил и моментов КШМ (рис. 1) являются периодическими и могут быть представлены гармоническим рядом Фурье:

+00

/(*) = I (1)

к=-л

где - комплексные коэффициенты, - круговая частота, соответствующая периоду функции

Скорость колебаний элемента поверхности корпусных деталей по

нормали к ней и звуковое давление вблизи элемента

поверхности корпусных деталей , вызываемые силой

/(*) могут быть определены с помощью частотно зависимых комплексных коэффициентов передачи:

Для случая расчетов численными методами значение комплексных коэффициентов передачи Т(о) и П(с?) может определяться для таблицы частот ©1,й>2...й>п, а в промежутках между ними интерполироваться.

Рис. 1. Применение метода передаточных функций для расчета вибрации и шума, вызываемых КШМ

Рис. 2. Аппроксимация передаточной функции в окрестности собственной частоты

Для адекватного воспроизведения зависимости комплексных коэффициентов передачи от частоты в качестве табличных точек используются (рис. 2) собственные частоты корпусных деталей, а также частоты, соответствующие относительной амплитуде

Комплексные коэффициенты передачи определяются из решения МКЭ задачи вынужденных механических колебаний корпусных деталей на круговой частоте . Для случая линейного демпфирования система уравнений имеет вид:

где [М],[С],[/С] -матрицы массы, демпфирования и жесткости соответственно, - вектор комплексных амплитуд перемещений конечно-элементной системы, - вектор комплексных амплитуд гармонически изменяющихся сил, приложенных к узлам конечно-элементной модели.

Учитывая необходимость проведения расчета значений комплексных коэффициентов передачи для большого количества частот, точное решение системы (3) является крайне ресурсоемким. Поэтому используется метод суперпозиции собственных форм колебаний, который требует значительно меньших затрат времени и позволяет получать приближенное решение системы (3) с приемлемой точностью. Метод основан на представлении комплексных амплитуд вынужденных колебаний как суперпозиции п собственных форм колебаний:

м

(4)

где - комплексный коэффициент участия в вынужденных колеба нияху-ой формы собственных колебаний |иу|на частоте й)j Коэффициенты Ау определяются по формуле:

Оу1 + Паа^у - тг'

(5)

где - коэффициент модального демпфирования, который может быть приближенно определен по формуле:

г К)

Ал

(6)

где - коэффициент потерь энергии при колебаниях.

Поглощение энергии колебаний в корпусных деталях происходит по нескольким механизмам. Одним из основных является конструкционное демпфирование. Используется эмпирическая формула коэффициента потерь энергии, опубликованная И.В. Алексеевым, на основе исследования конструкционного демпфирования в двигателях с алюминиевыми и чугунными блок-картерами:

где / = 2я-0 - частота вынужденных колебаний, Гц. Частоты щ,а>2—0пи формы {г^},{^—{"^собственных колебаний системы без трения определяются для корпусных деталей МКЭ с помощью системы уравнений:

(8)

Ь2№[фНбЬ

Для обеспечения надлежащей точности приближенного решения методом суперпозиции формы собственных колебаний определяются с запасом по частоте:

где - наибольшая круговая частота вынужденных колебаний, используемая в расчетах комплексных коэффициентов передачи.

Расчет значений комплексных коэффициентов передачи про-

изводится решением задач излучения звука наружными поверхностями корпусных деталей, совершающими колебания на частоте со. Возникающее звуковое поле является решением уравнения Гельмгольца:

где к-— - волновое число, с - скорость звука в воздухе. Граничные

условия задаются на основе комплексных амплитуд скоростей

колебаний участков наружной поверхности корпусных деталей по нормали к ней:

Щх,у,г) = -иорюп (х,у, г), (11)

СП

где р - плотность воздуха, I - мнимая единица.

Преимуществом метода граничных элементов по сравнению с МКЭ является меньшая на единицу размерность решаемой задачи, так как решение производится только на границе области излучения, которую аппроксимируют элементами простой геометрической формы.

А

Рис. 3. Трех- и четырехугольные граничные элементы

На практике наиболее часто используются трех- и четырехугольные граничные элементы (рис. 3) для которых неизвестные функции принимаются постоянными в пределах элемента.

Существует две формулировки метода граничных элементов - прямая (ПМГЭ) и непрямая (НМГЭ).

При ПМГЭ неизвестными являются комплексные амплитуды давления звука />(£,•) в контрольных точках с координатами расположенными внутри граничного элемента. Для контрольной точки каждого элемента составляется интегральное уравнение, выведенное на основе (10) с помощью формулы Грина:

где координаты точки наблюдения, х- координаты точки интегрирования по поверхности, С[х,1Ц), дЁ(х,£)/дп- функция Грина и ее про-

изводная по нормали в точке интегрирования:

1

НМ1-

(13)

При НМГЭ неизвестными являются плотности распределения

воображаемых точечных источников, акустическое поле которых описывается функцией Грина (13). Для контрольных точек ^ граничных элементов составляются уравнения суперпозиции акустических полей, создаваемых воображаемыми точечными источниками:

(14)

где - производная давления по нормали к поверхности в

точке наблюдения, - плотность воображаемых монополей в точке интегрирования, - значение в точке интегрирования производной давления по нормали в точке наблюдения.

Третья глава посвящена разработке практических алгоритмов расчета (рис. 4) сил и моментов, создаваемых основными источниками шума и вызываемой ими вибрации и структурного шума корпусных деталей. Для проведения отдельных этапов расчета используются современные методы, разработанные на кафедре «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

С помощью программы «СОГЛАСОВАНИЕ», разработанной под руководством проф. Н.Д. Чайнова, при моделировании рабочего процесса дизеля определяются граничные условия теплообмена деталей ЦПГ.

Рис. 4. Алгоритм расчета вибрации и структурного шума корпусных деталей автомобильных дизелей

Граничные условия теплообмена используются для расчета температурных полей и деформаций поршня и гильзы цилиндра МКЭ в осесим-метричной постановке. Получаемые из расчета профили боковой поверхности юбки поршня и жаровой поверхности гильзы цилиндра в нагретом состоянии используются при расчете вторичной динамики поршневой группы по методу проф. С В. Путинцева.

Боковое ускорение поршня, определяемое из расчета вторичной динамики, учитывается при определения сил, действующих на гильзы цилиндров и шатунные шейки коленчатого вала.

В конструкциях с несколькими шатунами на одной шатунной шейке векторы сил складываются. Используя разработанные математические модели, силы КШМ приводятся к неподвижным точкам. С помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье для сил, создаваемых источниками вибрации, определяются коэффициенты гармоник разложения в ряд Фурье.

Рис. 5. Модель действия боковой Рис. 6. Осреднение по УПКВ

силы на корпусные детали матриц массы и жесткости

коленчатого вала

Разработанный метод позволяет по общей схеме дополнительно учесть другие источники вибрации дизеля, действующие на корпусные детали: переменные силы в опорах валов приводов; реакции в местах крепления ТНВД; импульсы сил при подъеме и опускании газораспределительных клапанов и игл форсунок, закрытии запирающих клапанов ТНВД; силы и моменты механизмов систем смазки, топливоподачи, охлаждения, агрегатов наддува, вспомогательных агрегатов.

Расчет вибрации корпусных деталей под действием приложенных сил и моментов производится методом суперпозиции собственных форм колебаний, определяемых МКЭ. Результаты расчета вибрации поверхности корпусных деталей являются граничными условиями для последующего расчета излучения звука ПМГЭ. Результаты расчета излучения звука корпусными деталями используются для определения интегральных показателей структурного шума корпусных деталей.

При разработке метода был решен ряд прикладных задач, связанных с созданием моделей источников вибрации и проведением расчетов вибрации и структурного шума.

Боковая сила поршня передается корпусным деталям через гильзу цилиндра, которая опирается на блок-картер несколькими поверхностями. Обоснована упрощенная расчетная схема (рис. 5), с помощью которой действие боковой силы приводится к опорному поясу гильзы цилиндра.

Коленчатый вал оказывает существенное влияние на жесткость и инерцию корпусных деталей, поэтому должен входить в состав модели корпусных деталей. Была решена проблема учета в расчетах вращения коленчатого вала и взаимодействия через гидродинамический подшипник между коленчатым валом и блок-картером.

Конечно-элементные матрицы массы £Мкв(0)]и жесткости [Ккв (0)] коленчатого вала зависят от угла его поворота в (рис. 6) и могут быть разложены в гармонический ряд Фурье:

где - угловая частота вращения коленчатого вала.

На основе существующих публикаций обосновывается приближение матриц постоянными членами ^М^и ^¿^рядов (15), определяемыми интегрированием по УПКВ:

Для решаемой задачи была обоснована возможность замены гидродинамического подшипника между блок-картером и коленчатым валом жесткой связью в радиальном направлении.

При решении ПМГЭ и НМГЭ задачи излучения структурного шума существует проблема потери единственности решения на собственных частотах внутреннего объема расчетной области с граничными условиями

Дирихле р(£) = б. С помощью проведенных численных экспериментов было обосновано применение для расчетов излучения структурного шума корпусными деталями ПМГЭ в сочетании со схемой CHIEF (англ. «Комбинированный метод интегральных уравнений Гельмгольца»), обеспечивающее единственность решения на всех частотах. Предложен алгоритм определения числа и пространственного расположения контрольных точек схемы CHIEF.

Для ограничения перемещений корпуса как твердого тела разработана модель подвески двигателя, состоящая из упругих элементов.

В четвертой главе изложены результаты численного и экспериментального исследования структурного шума и вибрации корпусных деталей автомобильных дизелей. Поскольку предлагаемый метод расчета опирается на расчет МКЭ собственных частот и форм колебаний корпусных деталей, для проверки адекватности был проведен сравнительный анализ собственных частот и форм колебаний корпусных деталей, полученных расчетным и экспериментальным путем.

Рис. 7. Экспериментальная установка Рис. 8. Конечно-элементная модель

для определения собственных частот и экспериментальной установки корпус-

форм колебаний корпусных деталей ных деталей дизеля 4ЧН 10.2/12.2.

дизеля 4ЧН 10.2/12.2 (80 тыс. конечных элементов)

Экспериментальная установка (рис. 7) с дизелем 4ЧН 10.2/12.2 включала в себя блок-картер, картер маховика, переднюю крышку и головки цилиндров. Измерение собственных частот и форм колебаний осуществлялось с помощью двухканального анализатора 3550 фирмы «Вгае1 & К]аег». На корпусных деталях был установлен датчик ускорения. Измерения производились на сетке из 60 точек, расположенных на боковых

сторонах корпусных деталей, возбуждением свободных колебаний с помощью ударного молотка со встроенным датчиком силы.

Сравнение форм колебаний, полученных экспериментальным путем на установке и расчетом МКЭ по модели (рис. 8) корпусных деталей, показало их соответствие. Отклонения связаны с наличием в экспериментальной установке опор, искажающих свободные колебания, и погрешностью при задании физических свойств корпусных деталей в расчетах. Наибольшее различие между результатами расчетного и экспериментального определения собственных частот в акустической октаве 1 кГц составило 4.9%.

Для проверки предлагаемого метода расчета структурного шума корпусных деталей были проведены эксперименты по измерению шума дизеля 8ЧН 12/13. Метод измерения шума соответствовал требованиям ОСТ 37.001.266-83 «Шум автомобильных двигателей. Допустимые уровни и методы измерения». Была дана оценка точности эксперимента. Измерения проводились на восьми режимах работы на внешней скоростной характеристике, а также при отключении подачи топлива.

Рис. 9. Конечно-элементная модель Рис. 10. Гранично-элементная модель корпусных деталей дизеля 8ЧН 12/13 корпусных деталей дизеля 8ЧН 12/13 (282 тыс. конечных элементов) (4.4 тыс. граничных элементов)

Расчет вибрации и структурного шума был выполнен с помощью конечно-элементной (рис. 9) и гранично-элементной (рис. 10) моделей корпусных деталей на тех же режимах работы двигателя, что и при экспериментальном измерении. Расчетные модели корпусных деталей включали в себя все основные корпусные детали дизеля, обладающие большой пло-

щадью наружных поверхностей: блок-картер, картер агрегатов, картер маховика, переднюю крышку, головки цилиндров и крышки головок цилиндров, масляный поддон, впускные и выпускные коллекторы.

1000 1200 %00 1600 1800 2000 2200мин

Рис. 11. Результаты расчетного и экспериментального определения шума дизеля 8ЧН 12/13

Расчеты были проведены в акустических октавах 63 Гц, 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1000 Гц и 2000 Гц. В качестве источников вибрации, вклад которых в возбуждение вибрации в указанном диапазоне частот является доминирующим, в расчете учитывались силы давления газа и инерции КШМ и удары при перекладках поршней. Для оценки вклада неучтенных источников шума дизеля при сопоставлении (рис. 11) результатов определения шума дизеля расчетным путем и экспериментальных данных использовалась поправка:

А¿pw-A^+AZ*. (17)

где ЬЪт - вклад источников шума дизеля, не относящихся к структурному, А£вч- вклад высокочастотного шума (октавы 4 кГц и 8 кГц), в которых расчет не производился.

Наибольшее различие между результатами расчета и экспериментом составляет 3.4 дБА. Основными источниками погрешности являются: несовершенство расчетной модели демпфирования корпусных деталей, вы-

званное недостаточным количеством существующих экспериментальных данных, и погрешность экспериментального измерения шума микрофонами. В целом достоверность расчетной модели подтверждается результатами экспериментов.

Предлагаемая расчетная модель может быть использована не только для анализа конструкций корпусных деталей существующих дизелей, но и для оценки вибро-акустического совершенства конструкций корпусных деталей проектируемых двигателей.

Была проведена расчетная оценка эффективности оребрения картер-ной части дизеля 4ЧН 10.2/12.2. По результатам расчета предполагаемое снижение структурного шума корпусных деталей составляет 2.4 дБА.

Таким образом, проведенные исследования подтверждают адекватность и практическую ценность метода расчета вибрации и структурного шума корпусных деталей автомобильных дизелей, разработанного в диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В диссертации разработан метод расчета вибрации и структурного шума корпусных деталей автомобильных дизелей, позволяющий на основе численных методов конечных и граничных элементов анализировать влияние на вибрацию и шум конструкции корпусных деталей двигателей с учетом параметров рабочих процессов.

2. На основе экспериментальных данных о вкладе в излучение структурного шума отдельных поверхностей корпусных деталей предложены практические рекомендации по составу расчетных моделей.

3. Сравнение результатов расчетов собственных частот и форм колебаний корпусных деталей дизеля типа 4ЧН 10.2/12.2 с результатами экспериментов показало достоверность предложенного метода расчета вибрации.

4. Сравнение результатов расчета шума дизеля типа 8ЧН 12/13 с результатами экспериментов показало достоверность предложенного метода расчета шума.

5. С помощью разработанного метода расчета предложена усовершенствованная конструкция блок-картера дизеля типа 4ЧН 10.2/12 с дополнительным оребрением боковых стенок.

6. Разработанный метод расчета вибрации и структурного шума может быть использован при анализе различных типов поршневых двигателей.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Руссинковский B.C., Чайнов Н.Д. Возможности математического моделирования для улучшения акустических характеристик конструкции корпуса автомобильного двигателя// Авт. и тракторные двигатели: Меж-вуз. сб. науч. трудов. - М., 2001. - Вып. XVII. - С.182-187.

2. Russinkovsky V. S. Numerical Modeling of Vibration and Structural Noise of Cylinder Block of Automobile Diesel Engine // XX CAD-FEM Users' Meeting Conference. - Friedrichshafen, 2002. - P.242-250.

3. Мягков Л.Л., Руссинковский B.C., Чайнов Н.Д. Анализ и пути снижения структурного шума корпусных деталей быстроходных дизелей методом математического моделирования// Авиационно - космическая техника и технология (Харьков). - 2003. - Вып.40, №5 - С.51-55.

4. Руссинковский B.C., Чайнов Н.Д. Использование метода передаточных функций при численном расчете вибрации и структурного шума блока цилиндров автомобильного двигателя// Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств: Материалы X МНТК. - Владимир, 2004. - С.289-291.

5. Мягков Л.Л., Руссинковский B.C., Чайнов Н.Д. Программный комплекс для расчета вибрации и структурного шума корпусных деталей автомобильного дизеля// Двигатели внутреннего сгорания: Всеукраинский научно-технический журнал (Харьков). - 2004. - №2. - С. 105-110.

Подписано в печать 3.05.2005 г. Формат 60x90,1/16. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №255

Отпечатано в ООО "Фирма Блок" 107140, г. Москва, ул. Краснопрудная, вл.13. т. 264-30-73 www.ЫoЮlcentre.mrod т Изготовление брошюр, авторефератов, печать и переплет диссертаций.

/—"

(

09 Ш7ПП5

Список обозначений и сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

ВИБРАЦИИ И СТРУКТУРНОГО ШУМА.

1.1. Методы расчета структурного шума и вибрации корпусных деталей дизелей.

1.1.1. Приближенные аналитические методы.

1.1.2. Расчетно-экспериментальные методы.

1.1.3. Расчет вибрации и структурного шума методом конечных и граничных элементов.

1.2. Структура математических моделей корпусных деталей дизелей при расчетах вибрации и шума.

1.2.1. Акустический баланс и основные излучатели структурного шума дизеля.

1.2.2. Конечные элементы для расчетов вибрации.

1.2.3. Граничные элементы для расчетов структурного шума.

1.3. Математические модели источников структурного шума корпусных деталей.

1.3.1. Влияние рабочего процесса на структурный шум.

1.3.2. Вклад в образование структурного шума сил КШМ.

1.3.3. Вклад в образование шума перекладок поршней.

1.3.4. Вклад в образование шума сил и моментов привода механизмов.

1.3.5. Вклад в образование шума сил и моментов ГРМ.

1.3.6. Вклад в образование шума ТНВД.

1.3.7. Вклад в образование шума агрегатов наддува.

1.3.8. Вклад в образование шума волн давления в тонкостенных трубопроводах и корпусах.

- 3 - QTp# a 1.3.9. Вклад в образование шума вспомогательных агрегатов.

1.4. Выводы, постановка цели и задач диссертационной работы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

РАСЧЕТА СТРУКТУРНОГО ШУМА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ДИЗЕЛЕЙ.

2.1. Использование метода передаточных функций для сокращения повторных вычислений.

2.2. Применение метода суперпозиции собственных форм для расчета вынужденных колебаний корпусных деталей.

2.3. Моделирование диссипации энергии колебаний корпусных деталей.

2.4. Применение метода граничных элементов для расчета структурного шума.

2.4.1. Прямой метод граничных элементов.

2.4.2. Непрямой метод граничных элементов.

2.4.3. Системы линейных алгебраических уравнений ПМГЭ и НМГЭ.

2.4.4. Численное интегрирование коэффициентов СЛАУ МГЭ.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ РАСЧЕТА ВИБРАЦИИ И СТРУКТУРНОГО ШУМА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ.

3.1. Алгоритм расчета структурного шума и вибрации корпусных деталей автомобильных дизелей.

3.2. Моделирование граничных условий теплообмена и температурной деформации деталей цилиндропоршневой группы.

3.3. Линейная модель воздействия КШМ на корпусные детали.

3.4. Расчет КШМ с учетом вторичной динамики поршня.

3.5. Модель взаимодействия коленчатого вала и блок-картера.

3.6. Приведение боковой силы поршня к стационарной точке.

3.7. Модель учета жесткости и инерции коленчатого вала.

3.8. Модель опор двигателя.

-43.9. Обеспечение устойчивости расчетов методом стр. граничных элементов.

3.10. Исследование эффективности прямых методов решения СЛАУ МГЭ.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА ВИБРАЦИИ И СТРУКТУРНОГО ШУМА ДИЗЕЛЯ.

4.1. Экспериментальное определение собственных частот и форм колебаний корпусных деталей дизеля.

4.1.1. Методика проведения эксперимента.

4.1.2. Оценка погрешности измерения.

4.2. Экспериментальное определение структурного шума дизеля.

4.2.1. Методика проведения эксперимента.

4.2.2. Оценка погрешности измерений.

4.3. Расчет собственных форм и частот колебаний корпусных деталей МКЭ.:.

4.4. Сравнение результатов экспериментального и расчетного измерения собственных частот и форм колебаний.

4.5. Расчет вибрации и структурного шума дизеля.

4.6. Сравнение результатов расчетного и экспериментального определения шума.

4.7. Расчетное исследование путей усовершенствования конструкции корпусных деталей.

Современное законодательство в области экологии характеризуется повышенными требованиями к предельно допустимому внешнему шуму автомобиля, одним из основных источников которого является двигатель. В России введен ГОСТ Р41-51, соответствующий Директиве №51 ЕЭК ООН, который устанавливает предельно допустимый внешний шум автомобиля с дизельным двигателем 75. 82 дБ А в зависимости от категории автотранспортного средства. В тоже время, экономика требует дальнейшего повышения мощности двигателей, что без принятия соответствующих мер ведет к повышению шума.

Излучение звука вследствие вибрации наружных поверхностей корпусных деталей является одним из основных источников шума дизеля, называемым структурным шумом. Снижение структурного шума, которое может быть достигнуто рациональной конструкцией корпусных деталей, содержит в себе возможности значительного снижения шума дизеля.

Расчет структурного шума позволяет заложить оптимальные виброакустические характеристики корпусных деталей уже на ранних стадиях проектирования двигателя, в то время как существенно изменить их конструкцию на этапе экспериментальной доводки затруднительно.

Для расчета структурного шума должны быть выполнены два последовательных этапа - расчет вибрации корпусных деталей под действием вызывающих ее механических источников и расчет излучения звука наружными поверхностями вибрирующих корпусных деталей.

На сегодняшний день методы расчета структурного шума корпусных деталей дизелей разработаны недостаточно. Созданию аналитических методов расчета вибрации и излучения звука препятствует сложная геометрическая форма корпусных деталей. Поэтому наиболее перспективным представляется применение численных методов - метода конечных элементов для расчета вибрации и метода граничных элементов для расчета излучения структурного шума. Метод конечных элементов уже достаточно широко используется в машиностроении для решения задач прочности и динамики, в то время как использование метода граничных элементов, позволяющего эффективно решать задачи излучения звука, еще не достаточно.

С использованием методов конечных и граничных элементов может быть создана эффективная методика анализа структурного шума корпусных деталей двигателей, которая позволит определять их вибро-акустические характеристики при проектировании новых или модернизации существующих двигателей, значительно сократив объем натурных испытаний.

Целью настоящей диссертации являлась разработка метода расчета вибрации и структурного шума, излучаемого корпусными деталями автомобильного дизеля, позволяющего на базе методов конечных и граничных элементов анализировать влияние на вибрацию и структурный шум конструкции и условий работы корпусных деталей, механизмов двигателя, параметров рабочего процесса двигателя.

Адекватность разработанного метода была проверена с помощью экспериментов. Для определения собственных частот и форм колебаний корпусных деталей дизеля использовался метод возбуждения собственных колебаний ударом, датчики силы и вибрации, двухканальный анализатор спектров сигналов. Измерение внешнего шума работающего дизеля производилось на акустическом стенде по методике ОСТ 37.001.266-83 с учетом требований ГОСТ 1484681. Измерительная аппаратура соответствовала требованиям ГОСТ 17168-82 и ГОСТ 17187-81. В качестве объектов исследования использовались автомобильные дизели 4ЧН 10.2/12.2 и 8ЧН 12/13.

Научной новизной диссертации является методика и алгоритм расчета вибрации и структурного шума корпусных деталей автомобильных дизелей с учетом сил и моментов КШМ, включая вторичную динамику поршневой группы, разработанная на основе метода передаточных функций и современных численных методов конечных и граничных элементов.

Практическая значимость разработанного метода состоит в возможности рассчитывать вибрацию и структурный шум корпусных деталей автомобильных дизелей при проектировании. Применение метода позволяет сократить затраты на изготовление опытных образцов корпусных деталей и проведение натурных экспериментов по доводке вибро-акустических характеристик корпусных деталей автомобильных дизелей. Разработана модель учета влияния вращающегося коленчатого вала на жесткость и инерцию корпусных деталей. Предложен алгоритм расчета вынужденных колебаний МКЭ на основе метода суперпозиции собственных частот и форм колебаний корпусных деталей. ПМГЭ адаптирован к задаче расчета структурного шума корпусных деталей с помощью применения схемы обеспечения однозначности решения на произвольных частотах. Разработан программный комплекс, реализующий расчеты.

Результаты проведенной работы использованы в хоздоговорных темах: - №32144 между ГНУ НИИЭМ МГТУ им. Н.Э. Баумана и ОАО «Автодизель» (ЯМЗ);

Основные результаты диссертации докладывались на XX научной конференции «CAD-FEM User's Meeting», Фридрихсхафен, Германия, VI международном симпозиуме «Transport Noise and Vibration», Санкт-Петербург, Россия, VIII и IX Международных конгрессах двигателестроителей, Рыбачье, Украина, научно-технических конференциях МГТУ им. Н.Э. Баумана, МАДИ (ТУ), МАМИ, Владимирском государственном университете, Рязанском военном автомобильном институте.

По результатам работы опубликовано 4 печатные работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, заключения, списка литературы и приложения, содержит 182 страницы машинописного текста, 67 рисунков и 14 таблиц. Список использованной литературы включает 173 наименования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В диссертации разработан метод расчета вибрации и структурного шума корпусных деталей автомобильных дизелей, позволяющий на основе численных методов конечных и граничных элементов анализировать влияние на вибрацию и шум конструкции корпусных деталей двигателей с учетом параметров рабочих процессов.

2. На основе экспериментальных данных о вкладе в излучение структурного шума отдельных поверхностей корпусных деталей предложены практические рекомендации по составу расчетных моделей.

3. Сравнение результатов расчетов собственных частот и форм колебаний корпусных деталей дизеля типа 4ЧН 10.2/12.2 с результатами экспериментов показало достоверность предложенного метода расчета вибрации.

4. Сравнение результатов расчета шума дизеля типа 8ЧН 12/13 с результатами экспериментов показало достоверность предложенного метода расчета шума.

5. С помощью разработанного метода расчета предложена усовершенствованная конструкция блок-картера дизеля типа 4ЧН 10.2/12 с дополнительным оребрением боковых стенок.

6. Разработанный метод расчета вибрации и структурного шума может быть использован при анализе различных типов поршневых двигателей.

- 156

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Развитию аналитических методов расчета вибрации и структурного шума корпусных деталей ДВС препятствует сложная геометрическая форма деталей. Расчетно-экспериментальные методы по своей сути трудно применимы к вновь разрабатываемым конструкциям.

Поэтому, несмотря на значительные затраты времени на подготовку моделей и проведение вычислений, применение численных методов, в частности, метода конечных элементов для расчета вибрации корпусных деталей и метода граничных элементов для расчета структурного шума корпусных деталей является наиболее перспективным.

Структурный шум автомобильного дизеля является следствием целого ряда факторов - рабочего процесса, конструкции механизмов двигателя, конструкции нагруженных и ненагруженных корпусных деталей, наличия звукоизолирующих кожухов и капотов. Усовершенствование виброакустических характеристик дизеля может быть осуществлено воздействием как комплексно на все перечисленные выше факторы, так и избирательно на некоторые из них.

Предпочтительным является построение метода расчета структурного шума, который позволял бы анализировать воздействие каждого фактора в отдельности. Таким свойством обладают схемы исследования вибрации и структурного шума, использующие метод передаточных функций. Построение передаточной функции численными методами состоит в определении таблицы ее значений для заданных частот. Значение передаточной функции в промежуточных точках интерполируется.

Степень соответствия результатов, получаемых при применении метода диссертации, действительности в первую очередь определяется примененной моделью демпфирования и учтенными при расчетах источниками вибрации.

1. Алексеев И.В. Акустически идеальные циклы поршневых ДВС // Двигателестроение. 1983. - №7. - С.3-6.

2. Алексеев И.В., Бизри А.Х. Прогнозирование виброакустических характеристик рабочего процесса двигателей автомобилей и тракторов // Повышение эффективности работы автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1988. - С. 150-155.

3. Алексеев И.В. Оценка влияния основных конструктивных соотношений в кривошипно-шатунном механизме на акустические показатели ДВС //Двигателестроение. 1983. - №10. - С.13-15.

4. Алексеев И.В. Оценка влияния способа форсирования автотракторных двигателей на их вибро-акустические показатели // Двигателестроение. 1985. -№8. - С.10-13.

5. Алексеев И.В. Проблемы акустической доводки ДВС // Двигателестроение. 1982. - №3. - С.55-57.

6. Алексеев И.В. Прогнозирование акустического эффекта при частичном капотировании двигателя // Двигателестроение. 1986. - №9. - С.31-32.

7. Алексеев И.В. Расчет колебательной скорости наружных поверхностей двигателя от основных источников структурного шума // Рабочие процессы и конструкция автотракторных двигателей внутреннего сгорания: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1984. - С.118-129.

8. Алексеев И.В., Сокирко В.Н. Моделирование процесса шумообразования от перекладок поршней автотракторных ДВС// Повышение эффективности работы автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1988. - С.156-160.

9. Алексеев И.В., Судак Ф.М. Демпфирование колебаний корпусных элементов ДВС// Рабочие процессы автотракторных двигателей и их агрегатов: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1983. - С. 114-119.

10. Алексеев И.В., Судак Ф.М. Методика анализа колебательных характеристик блок-картеров двигателей внутреннего сгорания// Повышение эффективности работы автотракторных двигателей и их агрегатов: Сб. науч. трудов МАДИ. -М., 1982. С. 101-106.

11. Аникин С. А. Повышение энергоэкономических показателей четырехтактного дизеля на основе математического моделирования работы и совершенствования конструкции деталей поршневой группы: Дис. .канд. техн. наук. Тверь, 1997. - 151 с.

12. Антонов С.В., Бестугин С.Ю., Зубакин И.А. Совершенствование вибро-акустических характеристик масляных картеров двигателя// Улучшение показателей работы автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1990. - С.169-173.

13. Антонов С.В., Ерещенко В.Е. Моделирование шумообразования двигателей при работе топливоподающей аппаратуры// Улучшение показателейработы автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. трудов МАДИ. -М.,1990. С.162-168.

14. Антонов С. В., Шатров М.Г., Ерещенко В.Е. Исследование виброакустических характеристик поддона дизеля ВАЗ 341// Рабочие процессы и конструкция автотракторных двигателей внутреннего сгорания: Сб. науч. трудов МАДИ. - М.,1984. - С. 130-136.

15. Ауезов О.П. Оценка ударного импульса поршня при его перекладке // Двигателестроение. 1980. - №7. - С.24-26.

16. Беклемишев Д.В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры. -М.:Наука, 1971.-328 с.

17. Бенерджи П., Баттерфилд Р. Метод граничных элементов в прикладных науках: Пер. с англ. М.:Мир, 1984. - 494 с.

18. Бидерман B.J1. Теория механических колебаний. М.:Высшая школа, 1980. - 408 с.

19. Бреббия К., Уокер С. Применение метода граничных элементов в технике: Пер. с англ. М.:Мир, 1982. - 248 с.

20. Брызгалин В.П. Оценка эффективности звукоизоляции дизелей // Двигателестроение. 1982. - №3. - С.50.

21. Вардосанидзе В.Д., Топурия P.M. К оценке вибро-акустических показателей малогабаритного трактора с дизельным двигателем// Улучшение показателей работы автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1990. - С.158-161.

22. Владимиров B.C. Обобщенные функции в математической физике. -М.:Наука, 1979.-320 с.

23. Воеводин В.В., Кузнецов Ю.А. Матрицы и вычисления. М.:Наука, 1984.-320 с.

24. Галевко Ю.В. Разработка методов управления виброакустическими показателями автотракторных двигателей с использованием аппарата математического моделирования: Дис. .канд. техн. наук. М., 1990. - 285 с.

25. Галлагер Р. Метод конечных элементов: Пер.с англ. М.:Мир, 1984. -428 с.

26. Григорьев В.А., Аллабергенов М.Д. Теоретическое исследование колебательной системы поршень-цилиндр // Двигателестроение. 1985. - №10. -С.13-16.

27. Ерещенко В. Е. Разработка мероприятий по уменьшению шума топливоподающей аппаратуры дизелей: Автореф. дис. .канд. техн. наук. М., 1990.- 16 с.

28. Ерещенко В.Е., Антонов С.В. Спектральный анализ силовых факторов, возникающих в топливном насосе высокого давления// Рабочие процессы в ДВС и их агрегатах: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1987. - С.210-214.

29. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. -М.:Мир, 1975. 541 с.

30. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ. М.:Мир, 1986. - 318 с.

31. Зинченко В.И. Шум судовых двигателей. JL:Судостроение, 1969. - 234с.

32. Зинченко В.И., Захаров В.Н. Снижение шума на судах. -JI.Судостроение, 1968. 140 с.

33. Иванов Н.И., Никифоров А.С. Основы виброакустики. СПб. :Политехника, 2000. 482 с.- 16040. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях. -М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 592 с.

34. Корн Г. Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров: Пер. с англ. М.:Наука, 1968. - 720 с.

35. Костров А.В., Макаров А.Р., Смирнов С.В. Исследование влияния конструкции поршня бензинового двигателя на динамику его движения в цилиндре // Двигателестроение. 1991. - №3. - С.3-6.

36. Крауч С. Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела: Пер. с англ. М.:Мир, 1987. - 328 с.

37. Курнатов В.Д. Применение корреляционного метода в исследованиях шума сгорания // Энергомашиностроение. 1967. - №3. - С.24-26.

38. Курнатов В.Д. Шум от ударов поршня и пути его снижения // Двигателестроение. 1980. - №7. - С.40-41.

39. Лепендин Л.Ф. Акустика. М.:Высш. школа, 1978. - 448 с.

40. Луканин В.Н. Шум автотракторных двигателей внутреннего сгорания. -М. Машиностроение, 1971.-271 с.

41. Луканин В.Н., Алексеев И.В. Автоматизация акустических измерений в ДВС // Рабочие процессы в ДВС и их агрегатах: Сб. науч. трудов МАДИ. -М.,1987. С.189-193.

42. Луканин В.Н., Галевко В.В. Конструкционно-механические амплитудно-частотные характеристики дизеля // Рабочие процессы автотракторных двигателей и их агрегатов: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1983. - С. 105-113.

43. Луканин В.Н., Гудцов В.Н., Бочаров Н.Ф. Снижение шума автомобиля. М.Машиностроение, 1981. - 158 с.

44. Луканин В.Н., Доброгаев П.Н. Расчетные исследования упруго-массовых характеристик блок-картеров рядных четырехцилиндровых двигателей// Совершенствование автотракторных двигателей внутреннего сгорания: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1985. - С. 100-105.

45. Луканин В.Н., Доброгаев П.Р. Расчет колебаний блок-картера с помощью метода конечных элементов// Рабочие процессы в ДВС и их агрегатах: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1987. - С. 199-204.

46. Луканин В.Н., Доброгаев П.Р. Методика и расчет собственных частот и форм колебаний блок-картеров двигателей // Двигателестроение. 1990. - №4. -С.17-21.

47. Луканин В.Н., Крузе А.О. Метод оценки шума двигателя легкового автомобиля в неустановившихся режимах движения // Повышение эффективности работы автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1988. - С. 145-149.

48. Луканин В.Н., Наваров Н.И., Болгак М.М. Автоматизированная система для виброакустических измерений ДВС// Рабочие процессы автотракторных двигателей и их агрегатов:. Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1983. - С. 95100.

49. Луканин В.Н., Топурия P.M. Экспериментальная оценка шума механизма газораспределения быстроходного двигателя// Совершенствование автотракторных двигателей внутреннего сгорания: Сб. науч. трудов МАДИ. -М.,1985.-С.95-99.

50. Макаренков А.И. Расчет спектра шума многоцилиндровых дизелей // Двигателестроение. 1982. - №7. - С.8-10.

51. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М.:Наука. - 1980. -535 с.

52. Матвеев В.В. Демпфирование колебаний деформируемых тел. Киев: Наукова Думка, 1985. - 263 с.- 16261. Миронов Г.Н. Динамика бочкообразного поршня // Двигателестроение. 1985. - №10. - С.10-12.

53. Миронов Г.Н., Аллабергенов М.Д. Математическая модель движения поршня в течение цикла в пределах теплового зазора // Двигателестроение. -1981.-№11.-С.19-22.

54. Назаров Н.И., Антонов С.В., Набиль Г. Расчетно-экспериментальная оценка и анализ шума дизеля от процесса сгорания на режимах разгона // Совершенствование автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. трудов МАДИ. М.Д 991. - С. 144-150.

55. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов: Пер. с фр. М.:Мир, 1981.-304 с.

56. Оден Д.Т. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. -М.:Мир, 1976. -464 с.

57. Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. -М.:Физматгиз, 1960. 247 с.

58. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М.:Наука, 1991.-255 с.

59. Папуша А.Н., Прыгунов А.И. Нелинейные акустические колебания в водяной рубашке охлаждения судового дизеля 6L 525 // Двигателестроение. -1996. №1. - С.51-54.

60. Пахолко В.В. Расчет спектра собственных колебаний цилиндровой втулки двигателя //Двигателестроение. 1985. - №1. - С.21-23.

61. Писаренко Г.С. Рассеяние энергии при механических колебаниях. -Киев:Изд-во АН, 1962. 436 с.

62. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Вибропоглощающие свойства конструкционных материалов. Киев:Наукова думка, 1971. - 375 с.

63. Путинцев С.В. Снижение механических потерь в автотракторных двигателях внутреннего сгорания: Дис. .д-ра. техн. наук. М., 1997. - 383 с.

64. Рабинер JL, Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов: Пер. с англ. / Под ред. Ю.И. Александрова. М.:Мир, 1978. - 848 с.

65. Расчетно-экспериментальная оценка структурного шума и вибрации дизеля 6ЧН 11.0/12.5 / М.Г. Шатров, В.В. Галевко, Ю.В. Галевко и др.; Улучшение показателей работы автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1990. - С. 132-143.

66. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов: Пер. с англ. -М.:Мир, 1979. 392 с.

67. Скуридин А.А., Михеев Е.М. Борьба с шумом и вибрацией судовых ДВС. Л.Судостроение, 1970. - 220 с.

68. Современные подходы к созданию дизелей для легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков / А.Д. Блинов, П.А. Голубев, Ю.Е. Драган и др.; под. ред. B.C. Папонова. М.:НИЦ Инженер, 2000. - 312 с.

69. Сыркин П.Э. Расчетный метод сравнения жесткостей блок-картеров автомобильных двигателей // Двигателестроение. 1989. - №10. - С. 13-15.

70. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. М.:Наука, 1988. -.478 с.

71. Тольский В.Е. Подвеска силового агрегата автомобиля. М.:НИИАвтосельхозмаш, 1965 52 с.

72. Тольский В.Е. Колебания силового агрегата автомобиля. М.Машиностроение, 1976. 266 с.

73. Труш А.Ю., Шатров М.Г. Особенности разработки конечно-элементных моделей корпусных. деталей ДВС для решения задач виброакустики // Совершенствование автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1991. - С.138-143.

74. Фесина М.И. Акустические качества шкивов двигателей для легковых автомобилей // Повышение эффективности работы автотракторных двигателей и их агрегатов: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1982. - С.112-117.

75. Хрулев А.Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей. М.:3а рулем, 2000. - 440 с.

76. Чухланцев С.Г. Особенности звукообразования в вентиляторе автомобильного двигателя: Автореф. дис. .канд. техн. наук. М., 1991. - 16 с.

77. Шатров М.Г., Антонов С.В. Экспериментальные исследования акустических характеристик быстроходного дизеля легкового автомобиля // Рабочие процессы автотракторных двигателей и их агрегатов: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1983. - С.120-128.

78. Шатров М.Г., Галевко Ю.В., Слуцкин JI.O. Моделирование колебательных явлений в ненагруженных деталях дизеля 84 11.0/11.5 с помощью МКЭ // Рабочие процессы в ДВС и их агрегатах: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1987. - С.205- 209.

79. Шатров М.Г., Галевко Ю.В., Слуцкин JI.O. Исследование виброакустических характеристик блок-картера дизеля 64 11.0/12.5 // Повышение эффективности работы автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1988. - С.168-177.

80. Шатров М.Г., Ерещенко В.Е. Управление вибро-акустическими свойствами некоторых деталей ДВС // Совершенствование автотракторных двигателей внутреннего сгорания: Сб. науч. трудов МАДИ. М.,1985. - С.135-143.

81. Яблонский А.А., Корейко С.С. Курс теории колебаний. М.:Высшая школа, 1966. - 255 с.

82. Alpini A., Busso М., Ruspa G. Analysis Techniques of Combustion Noise and Vibration in Diesel Engines // SAE Technical Paper Series. 1980. - No.800406. - P.l-12.

83. Anderton D. Relation Between Combustion System and Engine Noise // SAE Technical Paper Series. 1979. - No.790270. - P.73-87.

84. Angren A., Johansson O., Klopotek M. Reduction of Noise from the Timing Transmission Cover on a Diesel Truck Engine // SAE Technical Paper Series.1995.-No.951240.-P.43-55.

85. Bathe K.J. Finite Element Procedures. Englewood Cliffs: Prentice-Hall,1996.-546 p.

86. Beidl C., Rust A. Meeting Future Demands for Quieter Commercial Powertrain Systems // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.972042. - P.1351-1359.

87. Boesch N. The Development of Low-Noise DI Diesel Engines // SAE Technical Paper Series. 1987. - No.870951. - P. 13-22.

88. Chien M.-H. Engine Impact Noise Measurement and Quantification // SAE Technical Paper Series. 1995. - No.951236. - P.9-12.

89. Corclone F., Mattia A., Paciucci R. Acoustic Intensity Measurements of Noise Emission from a Light Duty T.C.D.I. Diesel Engine // SAE Technical Paper Series. 1989. - No.891130. - P.49-61.

90. Croker M.D. Engine Noise: Practicalities and Prediction Hardware Evaluation // SAE Technical Paper Series. - 1987. - No.870977. - P.219-228.

91. Croker M.D. Engine Structure Analysis For Low Noise The Options // SAE Technical Paper Series. - 1985. - No.850970. - P.75-83.

92. Du I. Simulation of Flexible Rotating Crankshaft with Flexible Engine Block and Hydrodynamic Bearings for V6 Engine // Proceedings of SAE Noise and Vibration Conference. Traverse City, 1999. - No. 1752. - P. 1-9.

93. Evans G.A., Hay N. Heat transfer model for the cocktail shaker piston // Proceedings of 13th International congress CIMAG. Vienna, 1979. - No.49. - P.l-18.

94. Fritz R.J. The Effect of Liquids on the Dynamic Motions of Immersed Solids // ASME Journal of Engineering for Industry. 1972. - V.94, No.l. - P. 167173.

95. Gamba F., Pilo L., Turino G. Optimized Air Intake Systems II SAE Technical Paper Series. 1995. - No.951264. - P.241-247.

96. Gardner В., Bernhard R. An Experimental/Numerical Noise Source Identification Technique // SAE Technical Paper Series. 1987. - No.870995. -P.371-378.

97. Goossens S., Osawa Т., Iwama A. Quantification of Intake System Noise Using an Experimental Source-Transfer-Receiver Model // Proceedings of SAE Noise and Vibration Conference. Traverse City, 1999. - No. 1659. - P.l-6.

98. Gowindswamy K., Albright M. Conditioned NExT Analysis, A Techinque for Estimation of Modal Damping Ratios of Operating Piston Engines // Proceedings of SAE Noise and Vibration Conference. Traverse City, 1999. - No. 1751. - P. 1-13.

99. Haller H., Belsenbusch K., Spessert B. Noise Excitation by Auxiliary Units of Internal Combustion Engines // SAE Technical Paper Series. 1993. - No.931293. - P.257-265.

100. Herlufsen H. Dual Channel FFT Analysis (Part I) // Briiel and Kjaer Technical Review. 1984. - No.l. - P.4-60.

101. Herlufsen H. Dual Channel FFT Analysis (Part II) // Briiel and Kjaer Technical Review. 1984. - No.2. - P.3-49.

102. Houser D., Lim Т., Myers S. Case History: Engine Timing Gear Noise Reduction // Proceedings of SAE Noise and Vibration Conference. Traverse City, 1999.-No.1716.-P.l-9.

103. Howe H.-U. Development of Deutz Aircooled, V-Type, F1 413 Diesel Engines // SAE Technical Paper Series. 1970. - No.700028. - P.125-134.

104. Hutton D.V. Fundamentals of Finite Element Analysis. New York: McGraw-Hill, 2003. - 640 p.

105. Hutton N. Heavy Duty Diesel Engine Noise Reduction Using Torsional Dampers on Fuel Pump Shafts // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.971760. -P.703-712.

106. Imgrund M.C. ANSYS Theory Reference. Canonsburg: SAS IP, 2004. -1536 p.- 168125. Inagaki M., Yoshikawa К., Wakabayashi M. Structural Vibration Analysis in Turbocharger-Exhaust Systems // SAE Technical Paper Series. 1993. -No.931318. - P.441-448.

107. Ishikawa M., Iwahara M., Nagamatsu A. A New Method for Engine Design Using Dynamic Optimization and Substructure Synthesis Method // SAE Technical Paper Series. 1991. - No.911065. - P.215-220.

108. Kaiser H.-J. Deges R., Shwarz D. Investigations on Valve Train Noise in Multi-Valve Engines // SAE Technical Paper Series. 1991. - No.911062. - P. 187195.

109. Kaiser H.-J., Querengasser J, Bundgens G. Special Noise Problems in Automotive Timing Belts // SAE Technical Paper Series. 1993. - No.931316. -P.425-432.

110. Kamp H., Spermann J. New Methods of Evaluating and Improving Piston Related Noise in Internal Combustion Engines // SAE Technical Paper Series. 1995. - No.951238. - P.19-32.

111. Kazuhide O, Yoshihiko I, Yamoto T. Piston Slap Induced Noise and Vibration of Internal Combustion Engines // SAE Technical Paper Series. 1987. -No.870990. - P.337-342.

112. Kimiyama E. Improvements of DOHC Valve Train Noise by Analysis of Valve and Tappet Movement // SAE Technical Paper Series. 1991. - No.911061. -P.179-185.

113. Kimura J., Shiono K. Experiments and Analysis of Crankshaft Three-Dimensional Vibrations and Bending Stresses in a V-Type Ten-Cylinder Engine: Influence of Crankshaft Gyroscopic Motions // SAE Technical Paper Series. 1997. -No.971995. - P.999-1007.

114. Kirkup S. The Boundary Element Method in Acoustics. New York: John Wiley and Sons, 2002. - 468 p.

115. Lee S., White P. Impulsive Sound Analysis of an Automotive Engine Using a Two-Stage ALE // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.972062. - P. 15331543.

116. Liu S., Wang K., Chen F. Experimental Evaluation of Automotive Timing Chain Drive Impact Noise // SAE Technical Paper Series. 1995. - No.951239. -P.33-42.

117. Loibnegger В., Rainer G., Bernard L. An Integrated Numerical Tool for Engine Noise and Vibration Simulation // SAE Technical Paper Series. 1997. -No.971992. - P.971-979.

118. Morrison D. The Practical Development of a Heavy Duty Truck Engine for Low Noise // SAE Technical Paper Series. 1986. - No.861285. - P.31-37.

119. Nakada Т., Yamamoto A., Abe T. A Numerical Approach for Piston Secondary Motion Analysis and its Application to the Piston Related Noise // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.972043. - P.l361-1370.

120. Nowicki W., Sheffer E. Development of an Isolated Timing Chain Guide System Utilizing Indirect Force Measurement Techniques // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.971963. - P.731-737.

121. Okamura H.s Yamashita K. Influence of the Valve and Accessory Gear Train on the Crankshaft Three-Dimensional Vibrations in High Speed Engines // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.971967. - P.773-782.

122. Paranjpe R. Development of a Math-Based Piston Noise Model // SAE Technical Paper Series. 1998. - No.980564. - P. 1-10.

123. Priede Т., Baker J.M., Grover E.C. Characteristics of Exiting Forces and Structural Response of Turbocharged Diesel Engine // SAE Technical Paper Series. -1985. No.850972. - P.85-93.

124. Raub J., Jones J., Kley Ph. Analytical Investigations of Crankshaft Dynamics as a Virtual Engine Module // Proceedings of SAE Noise and Vibration Conference. Traverse City, 1999. - No.1750. - P.l-5.

125. Raveendra S., Gardner В., Stark R. An Indirect Boundary Element Technique for Exterior Periodic Acoustic Analysis // SAE Technical Paper Series. -1997. No.971947. - P.615-620.

126. Richardson S.H., Riding D.H. Predictive Design Support in the Achievement of Refined Power for the Jaguar XK8 // SAE Technical Paper Series. -1997. No.972041. - P.1341-1350.

127. Russell M. Diesel Engine Noise: Control at Source // SAE Technical Paper Series. 1982. - No.820238. - P.573-588.

128. Schenck H. A. Improved Integral Formulation for Acoustic Radiation Problems // Journal of the Acoustical Society of America. 1968. - V.44, No.l. - P. 41-58.

129. Schmillen K., Schwaderlapp M., Wolschendorf J. Primary Noise Reduction Measures on IDI Diesel Engines // SAE Technical Paper Series. 1993. - No.931309. - P.373-379.

130. Schulte H., Dumholz M., Wubbeke K. The Contribution of the Fuel Injection System to Meeting Future Demands on Truck Diesel Engines // SAE Technical Paper Series. 1990. - No.900822. - P. 123-131.

131. Seybert A., Hamilton D.A., Hayes P.A. Prediction of Radiated Noise from Engine Components Using the BEM and the Rayleigh Integral // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.971954. - P.659-663.

132. Seybert A., Wu Т., Li W. Acoustical Predicition for Structural Radiation and Propagation in Automotive Applications // SAE Technical Paper Series. 1989. -No.891169. - P.427-435.

133. Smith D., Bernhard R. Verification of Numerical Acoustic Radiation Predictions // SAE Technical Paper Series. 1989. - No.891171. - P.445-452.

134. Southall R. Trimm M. Noise and Vibration Technology for the Perkins V6 HSDI Demonstration Engine // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.972044. -P.1371-1379.

135. Spessert B. Gerauschreduktion von Viertakt Diesel- und Ottomotoren -RUckblick und Stadt der Technik // MTZ Motortechnische Zeitshrift. 1999. - V.60, No.9. - S.507-619.

136. Stout J. Valvetrain Unbalance and Its Effects on Powertrain NVH // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.971993. - P.982-987.

137. Suh I., Lyon R. An Investigation of Valve Train Noise for the Sound Quality of I.C. Engines // Proceedings of SAE Noise and Vibration Conference. -Traverse City, 1999. No. 1711. - P. 1-7.

138. Sumi K., Yamamoto K., Gielen L. Development of Hybrid Model for Powerplant Vibration // Proceedings of SAE Noise and Vibration Conference. -Traverse City, 1999. No. 1656. - P. 1-8.

139. Sung S., Nefske D. Engine Vibration and Noise Reduction Using a Crank-Block System Model // SAE Technical Paper Series. 1989. - No.891129. - P.43-48.

140. Sung S., Nefske D., Chen F. Development of an Engine System Model for Predicting Structural Vibration and Radiated Noise of the Running Engine // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.972039. - P.1327-1332.

141. Takahashi Y., Suzuki Т., Tsukahara M. Prediction of Powerplant Vibration Using FRF Data of FE Model // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.971959. -P.695-701.

142. Togashi C., Nakada T. A Study on the Noise Generating Mechnism of a Fuel Injection Pump // SAE Technical Paper Series. 1995. - No.951345. - P.891-899.

143. Tyrrell R.J., Croker D.M. Engine Noise: Practicalities and Prediction -Finite Element Analysis // SAE Technical Paper Series. 1987. - No.870978. - P.229-239.

144. Viersbach U., Maurell R., Guisset P. Engine Noise Radiation Prediction and Test Comparison // SAE Technical Paper Series. 1995. - No.951342. - P.879-887.

145. Vora K., Ghosh B. Vibration Due to Piston Slap and Combustion in Gasolene and Diesel Engines // SAE Technical Paper Series. 1991. - No.911060. -P.167-177.

146. Wang K. Vibration Analysis of Engine Timing Chain Drives With Camshaft Torsional Excitations // SAE Technical Paper Series. 1991. - No.911063. -P. 197-207.

147. White J., Webb Jr., Webb J. Air Cleaner Shell Noise Reduction with Finite Element Shape Optimization // SAE Technical Paper Series. 1997. - No.971876. -P.59-64.

148. Woschni G. Beitrag zum Problem des Warmeiiberganges im Verbrennungsmotor // MTZ Motortechnische Zeitshrift. 1965. - No.4. - S.128-133.

149. Zhao H., Reinhart T. The Influence of Diesel Engine Architecture on Noise Levels // Proceedings of SAE Noise and Vibration Conference. Traverse City, 1999. -No.1747.-P.l-7.

150. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. The finite element method. Basic formulations and linear problems. London: McGraw-Hill, 1989. - 648 p.