(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210736833.9 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 重庆长安汽车股份有限公司 地址 400023 重庆市江北区建新 东路260号 (72)发明人 孔德芳　柴伟伟　李凤琴　张永斌　 张勇　 (74)专利代理 机构 重庆华科专利事务所 5 0123 专利代理师 康海燕 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 119/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种汽车发动机结构对燃烧噪声衰减量的 预测方法 (57)摘要 本发明提出一种发动机结构对燃烧噪声的 衰减量预测方法， 在发动机设计阶段， 通过虚拟 样机快捷地对 结构衰减量进行预测， 并根据预测 结果对发动机结构设计进行改进优化， 在设计阶 段就可以评估和优化发动机的辐射噪声水平， 降 低发动机辐射噪声的要求， 减少了实物迭代验证 次数， 缩短了开发周期， 降低了开发验证成本。 能 够很好的应用于指导产品设计 。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115048844 A 2022.09.13 CN 115048844 A 1.一种发动机结构对燃烧噪声的衰减量预测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 对发动机非运动零部件结构进行三维有限元建模， 并求解结构模态， 获取发动机结 构的模态振型、 模态频率和网格节点的坐标文件； S2、 以恒定压力X帕为载荷， 作用在某一缸活塞顶面， 通过曲柄连杆机构受力分解， 得到 该缸相邻两个主轴承位置受力大小； S3、 将S2计算得到的主轴承载荷以白噪声 的形式， 加载在S1步骤获取的结果文件对应 的主轴承座网格节点 位置， 基于模态叠加法计算发动机结构表面振动响应； S4、 制作求解发动机结构声学响应的发动机结构表面包络网格， 构建声学边界元或声 学有限元模型； 构建自由声场， 并在距离发动机外表面 1米定义六面体包络面中心构建虚拟 麦克风场点， 获取1m远场点位置声压； 将上述S3所得表面振动响应通过映射加载到声学包 络网格上； 由表面辐射声功率=空气的特性阻抗*振动表面面积*振动速度均方值的空间平 均值*表面声辐射效率， 求 解发动机总成辐射的声学物理量； S5、 将恒定压力X帕为输入量， 将所述1米远场点位置声压平均值作为输出量， 记为 output， 输入/ 输出则为发动机结构对发动机 燃烧噪声的衰减量。 2.根据权利要求1所述的发动机结构对燃烧噪声的衰减量预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S3的发动机结构表面振动响应包括 位移、 速度、 加速度。 3.根据权利要求1所述的发动机结构对燃烧噪声的衰减量预测方法， 其特征在于， 所述 结构衰减量的大小采用声压级来表征， 即20l og(X/output)。 4.根据权利要求1所述的发动机结构对燃烧噪声的衰减量预测方法， 其特征在于， 所述 发动机结构是 单纯的发动机结构， 或者是包 含变速器的动力总成结构。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115048844 A 2一种汽车发动机 结构对燃烧噪声衰减量的预测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及计算机辅助工程(CAE)技术领域， 具体涉及汽车发动机结构对燃烧噪 声衰减量的预测方法。 背景技术 [0002]汽车用发动机 的噪声可分为燃烧噪声、 机械噪声和空气动力噪声。 发动机周期性 点火燃烧及其运动机构的周期性运动是发动机振动与噪声的最主要的来源。 缸内燃烧时， 汽缸内产生压力波动。 广泛认为， 由于燃烧过程中产生的气体压力变化引起的动力载荷和 高频振动， 通过缸盖、 缸体和活塞 ‑连杆‑曲轴‑缸体的途径向外传递， 引发发动机振动噪声 问题。 发动机燃烧 噪声与缸内燃烧形式、 燃烧速度等因素有关， 还受到发动机结构的影响。 发动机结构刚度大， 衰减量大， 则传递到 外表面的燃烧噪声就小。 [0003]一般可以通过测试获取发动机结构对燃烧噪声的衰减量。 通常是通过发动机实际 运转过程中的辐 射噪声， 再将噪声分离为燃烧 噪声， 结合缸内气体压力进一步推算发动机 结构对燃烧噪声的衰减量。 这种测试步骤繁琐， 发动机缸内压力测试操作困难， 需要设备 多， 且需在有物理样机后才能开展测试， 不能实现发动机结构设计前期就对结构的衰减量 进行评估， 难以指导设计方案的优化迭代。 [0004]专利文献CN111241734公开了一种针对活塞式发动机的振动噪声数值模拟方法， 该方法需要开展发动机多体动力学分析， 获取 载荷， 其最终计算 量为发动机表面辐射噪声。 [0005]专利文献CN104834763B公开了一种获取发动机辐射噪声的方法及发动机设计优 化方法， 该方法需要开展发动机多体动力学分析， 获取载荷， 其最 终计算量为 发动机表面辐 射噪声。 [0006]以上分析方法， 均是通过开展多体动力学计算获取发动机激励， 计算量大， 计算耗 时， 不能实现发动机结构设计前期就对结构的衰减量进行评估， 难以指导设计方案的优化 迭代。 发明内容 [0007]本发明的目的是提供一种基于发动机结构对燃烧噪声的衰减量预测方法， 以达到 在设计阶段就可以评估和优化发动机的辐射噪声水平、 降低发动机辐射噪声的要求。 [0008]本发明的技 术方案如下： 本发明所述发动机结构对燃烧噪声的衰减量预测方法， 包括如下步骤： S1、 对发动机非运动零部件结构进行三维有限元建模， 并求解结构模态， 获取发动 机结构的模态振型、 模态频率和网格节点的坐标文件； S2、 以恒定压力X帕为载荷， 作用在某一缸活塞顶面， 通过曲柄连杆机构受力分解， 得到该缸相邻两个主轴承位置受力大小。 这里的X 可以使任意 值。 [0009]S3、 将S2计算得到的主轴承载荷以白噪声的形式， 加载在S1步骤获取的结果文件 对应的主轴承座网格节点 位置， 基于模态叠加法计算发动机结构表面振动响应。说　明　书 1/3 页 3 CN 115048844 A 3