大排量高效汽油机NVH开发与研究

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编者：本文是长城汽车股份有限公司和河北省车用发动机技术创新中心张欣亮等工程师使用Simpack对3.0V6发动机进行刚柔耦合多体动力学分析，解决一系列NVH问题的案例。

摘要：某大排量3.0-V6发动机侧重高热效率开发，过程中发现存在低频敲击、加速粗糙声等NVH问题，通过试验及仿真手段确定了问题的原因，主要是因为爆压激励下曲轴形变，产生非主阶次振动，通过机体或动总向外辐射噪声。本文通过对噪声特性深度分析，优化了燃烧激励、轴系结构等控制参数，同时探索了弯曲动态测试、加速声品质评价等方法，解决了高效率开发与NVH之间的矛盾，成功开发出兼顾高热效率和优良NVH的大排量汽油发动机。

主要内容：

高端大排量发动机一直以来是汽车工业的技术皇冠，而外资品牌长期处于技术垄断地位，近年来我国自主车企坚持不断创新，打破了国外技术壁垒，具备了自主研发的能力，如长城汽车自研3.0-V6发动机，填补了我国高阶动力产品空白。

该3.0-V6发动机搭载整车后，加速工况存在明显敲击声，表现为300~500Hz共振带突出，且以3n±1阶非主阶次为书设价存在路路敲击感、加速过程声音波动、粗糙感强，整体声品质不符合高端车型定位，实车测试整机噪声线性度偏差4-6dB。

该声音频率较低、与曲轴旋转周期对应，且发动机轴承位置振动明显对应，初步分析为发动机曲轴系统问题，为进一步明确原因，搭建了整机多体动力学模型:基于实际缸压激励下的敲击响应，采用Simpack+Abaqus+Test. lab 进行多体动力学计算，模拟曲轴系统对轴承座的时域冲击以及振动上的时变特性。

本文围绕高热效率下发动机NVH性能开发展开了一些列研究和试验验证，针对高效率开发带来的NVH问题进行了原因分析并验证，提出了针对高效燃烧激励下的参数控制目标，研究了大程径比设计状态曲轴系统的 NVH开发难点及对策，并针对整机机体、传递路径等进行多项设计方案验证，通过研究表明，在NVH领域内，兼顾高效与低噪开发的目标已能够实现，为行业内后续高效发动机开发提供了理论依据。

来源：MBD之家

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首次发布时间：2025-04-12

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