(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 202210753551.X (22)申请日 2022.06.29 (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 张永斌　李凤琴　孔德芳　张勇　 饶思梁　 (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) (54)发明名称 一种连杆小头敲击异响的预测方法 (57)摘要 本发明提出一种连杆小头敲击异响的仿真 预测方法， 利用动力学软件搭建缸体 ‑曲轴活塞 连杆系统的仿真分析模型， 同时考虑油膜作用及 结构弹性形变， 快速准确的计算出活塞销与连杆 小头之间的作用力， 分析作用力是否发生了换 向， 同时直接计算出连杆小头的振动加速度， 分 析连杆小头的振动加速度是否超 过目标值， 进而 对连杆小头是否发生敲击异响进行预测。 本发明 可以借助仿真分析工具实现对连杆小头敲击进 行快速有效的预测。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114997023 A 2022.09.02 CN 114997023 A 1.一种连 杆小头敲击异响的预测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1： 建立目标对象的缸体 ‑活塞‑活塞销‑连杆‑曲轴有限元模型， 对有限元模型进行子 结构缩减， 获取表征 结构固有特 征的质量矩阵和刚度矩阵； S2： 搭建目标对象的弹性液体动力学仿真 分析模型； S3： 在缸压激励作用下计算分析活塞销与连杆小头之间的作用力， 判断活塞销与连杆 小头的撞击时刻； S4： 计算分析活塞销与连杆小头撞击时刻的连杆小头振动加速度， 振动加速度大于目 标值即判断为 敲击异响。 2.根据权利要求1所述的连杆小头敲击异响的预测方法， 其特征在于， 所述目标对象的 有限元模型及动力学仿真 分析模型均包括缸体、 活塞、 活塞销、 连 杆及曲轴。 3.根据权利要求1或2所述的连杆小头敲击异响的预测方法， 其特征在于， 在S1中， 对有 限元模型进行子结构缩减时， 保留接触表面节点的部分自由度， 将复杂模型压缩为有限自 由度的质量矩阵及刚度矩阵。 4.根据权利要求3所述的连杆小头敲击异响的预测方法， 其特征在于， 在S1中， 子结构 缩减采用LANCZOS缩 减法。 5.根据权利要求1或2所述的连杆小头敲击异响的预测方法， 其特征在于， 在S2中， 缸 体、 活塞、 活塞销、 连 杆及曲轴考虑为 柔性体。 6.根据权利要求1或2所述的连杆小头敲击异响的预测方法， 其特征在于， 在S2中， 使用 扩展雷诺方程计算在油膜影响下活塞销在连 杆小头衬套内的运动状态。 7.根据权利要求1或2所述的连杆小头敲击异响的预测方法， 其特征在于， 在S3中， 活塞 销与连杆小头之间的作用力发生换向即判断为活塞销与连杆小头出现撞击， 作用力换向时 刻即为撞击时刻。 8.根据权利要求1或2所述的连杆小头敲击异响的预测方法， 其特征在于， 在S4中， 对活 塞销与连 杆小头撞击时刻的连 杆小头振动加速度目标值进行判断时， 限值 为10g。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114997023 A 2一种连杆小头敲击 异响的预测方 法 技术领域 [0001]本发明属于仿真技术领域， 特别涉及内燃机NVH （振动噪声） 仿真技术领域,具体涉 及一种连 杆小头敲击异响的仿真预测方法。 背景技术 [0002]随着汽车市场的不断升级及消费理念的不断成熟， 消费者对汽车振动噪声关注度 越来越高， 这对内燃机振动噪声的开发与控制带来了更高的挑战。 活塞连杆系统作为内燃 机重要的子系统， 其振动噪声特性对发动机声品质乃至汽车的舒适性具有非常重要的影 响。 由于运动副之间存在配合间隙， 活塞销与连杆在往复运动过程中产生的敲击噪声是内 燃机NVH领域常见的异响问题。 连杆小头的敲击问题涉及高速往复运动过程中的瞬态碰撞 冲击、 油膜接触， 同时伴随较高热负荷， 且在缸内极难直接测量， 这些复杂因素交织导致缸 内连杆的敲击问题至今尚未形成直接有效的预测方法： 目前对连杆小头敲击识别主要通过 台架噪声测试及主观评价， 对疑似缸内敲击异响信号运用试验手段进 行小波分析及相位分 析， 逐步锁定为连杆小头敲击， 然后针对问题进 行调校。 然而 快节奏的项目开 发要求急需一 种快捷有效的预测方法， 实现前期对连杆小头的敲击异响进 行设计规避及后 期快速识别问 题， 为良好的内燃 机声品质提供保证。 发明内容 [0003]鉴于上述问题， 本发明提出一种连杆小头敲击异响的仿真预测方法， 旨在借助仿 真分析工具实现对连 杆小头敲击进行 快速有效的预测。 [0004]本发明的技 术方案如下： 一种连杆小头敲击异响的预测方法， 包括如下步骤： S1： 建立分析对象的缸体 ‑活塞‑活塞销‑连杆‑曲轴有限元模型， 并对有限元模型 进行子结构缩 减， 获取表征 结构固有特 征的质量矩阵和刚度矩阵。 [0005]S2： 搭建分析对象的弹性液体动力学仿真 分析模型。 [0006]S3： 在缸压激励作用下计算分析活塞销与连杆小头之间的作用力， 根据活塞销与 连杆小头之间的作用力判断活塞销与连 杆小头的撞击时刻。 [0007]S4： 计算分析活塞销与连杆小头撞击时刻的连杆小头振动加速度， 振动加速度大 于目标值即判断为敲击异响。 即： 当连杆小头振动加速度超过目标值时， 缸内发生连杆小头 敲击异响； 当连 杆小头振动加速低于目标值时， 缸内未发生连 杆小头敲击异响。 [0008]进一步， 目标对象的有限元模型及动力学模型均包括缸体、 活塞、 活塞销、 连杆及 曲轴等。 [0009]进一步， 在S1中， 对有限元模型进行子结构缩减时， 保 留接触表面节点的部分自由 度， 将复杂模型压缩为有限自由度的质量矩阵及刚度矩阵。 [0010]进一步， 在S1中， 子结构缩 减采用LANCZOS缩 减法。 [0011]进一步， 在S2中， 缸体、 活塞、 活塞销、 连 杆及曲轴考虑为 柔性体。说　明　书 1/3 页 3 CN 114997023 A 3