關注油耗噪聲 提高*
隨著經濟的發展和社會的進步,用戶對拖拉機產品的油耗和噪聲的關注度越來越高。油耗是與拖拉機使用成本密切相關的因素,與用戶的利益休戚相關,而振動和噪聲則關系到用戶操作的舒適度和健康。在市場競爭日趨激烈,用戶對產品品質要求日益提高的形勢下,振動與噪聲的大小決定了一臺拖拉機在市場上的前景。
2011年至2012年,中國一拖質量部對一拖生產的拖拉機抽查六分點油耗,普遍存在的超標現象引起了中國一拖*的高度重視。為提升產品品質,為用戶提供、可靠的產品,提高市場競爭力,2013年,中國一拖制定了《2013年品質提升計劃》,并將降油耗列為其中第6項,由技術中心負責制訂匹配試驗方案和改進措施。
相較于國內汽車公司而言,國內農業機械在減振降噪的研究上還處于起步階段,因此,減振降噪水平已經成為各大農業裝備生產商競爭的焦點。正因此,為搶占市場制高點,加大產品在開發過程中的減振與降噪的投入已刻不容緩。拖拉機降噪項目在中國一拖《2013年品質提升計劃》中被列為第7項。
拖拉機的振動噪聲性能是一個系統性問題,涉及多個子系統和部件的相互作用。問題的研究依賴于結構振動、運動與動力學、聲學、材料、信號測試及處理等多個學科中的深層次知識運用,同時還要對發動機及附件、變速箱、底盤、懸置、駕駛室等產品結構和性能有深入的理解。技術中心CAE工程部振動與噪聲控制研究科,在拖拉機工程部和發動機工程部的支持下,自我加壓,承擔起了拖拉機降噪工程的研究工作。
振動與噪聲控制研究科是一個年輕、精干、的團隊,平均年齡只有32歲,在副科長孫黎明的帶領下,這個團隊在發動機及拖拉機振動噪聲測試、故障診斷、虛擬仿真方面不斷探索研究。
孫黎明介紹,振動噪聲問題從振動源到接受者之間有著復雜的傳遞路徑。為了做到有的放矢、事半功倍,他們采用試驗與仿真并重的方法,二者齊頭并進。通過振動噪聲測試快速確立主要噪聲源、傳遞路徑以及在實際運行工況下的振動噪聲水平和頻譜特征;通過虛擬仿真快速、低成本地比較優化方案以及對試驗無法測量的數據進行模擬計算。
兩年來,這個年輕的團隊在項目中得到鍛煉、在收獲中得到成長,在振動噪聲試驗與仿真方面都取得了長足的進步,如燕子壘窩般形成了一系列技術規范及流程。他們對多項降噪措施進行了分析和驗證,并對其取得的效果進行了深入的研究,建立和完善了數據庫,縮短了新機型開發時間,降低了試驗成本;建立了發動機整機聲功率、振動烈度、噪聲源識別、曲軸扭振等方面的測試方法和流程,以及發動機振動噪聲仿真方法和流程、曲軸扭轉減振器匹配仿真流程,掌握了優化扭轉減振器的慣量比和定調比等參數的方法和流程;通過對機罩、駕駛室及其橡膠減振器的改進設計、試制和驗證,形成了相應的技術規范。
如在LR6M3Z柴油機噪聲性能改進研究中,通過噪聲源識別和整機噪聲與扭振的相關性分析,發現柴油機扭轉振動導致的前端輪系噪聲尤為突出。由此,開展了曲軸扭轉減振器匹配的仿真和試驗驗證工作,新設計的扭轉減振器在柴油機標定工況下的整機噪聲降低6.3dB(A),全轉速范圍內噪聲平均降低2.7dB(A),整機振動降低35%,取得明顯效果。該課題“柴油機扭轉減振器匹配研究”獲得第十五屆一拖青年科技創新成果二等獎。
借鑒先進樣機在振動與噪聲控制方面的經驗是該項工作迅速取得突破的重要途徑。項目開展過程中,從材料、結構及整機布置方面結合測試數據,對先進樣機進行了細致的分析,在此基礎上取得了一系列有推廣應用價值的減振降噪措施。如通過整機平衡性分析確定的減振方案,使得YT3B2柴油機的整機振動降低42%;通過YT4A2柴油機齒輪室蓋結構優化,使得前端噪聲降低1dB(A);結合振動測試與模態分析技術,對MG704拖拉機方向盤振動過大提出了改進措施。在柴油機振動研究中還發現發動機臺架振動測量與整車測量的非相關性問題,該觀點得到研究機構英國里卡多公司的肯定。
*的產品振動與噪聲性能是一款產品先進性的zui直觀體現,也是企業制造產品必須要攻克的一道難關。在早期的工程實踐中,解決問題的方式主要是在經驗基礎上進行試驗對比,沒有形成相應的設計體系和理論基礎。而只有建立包括仿真分析、試驗技術、優化設計以及數據庫“四位一體”的體系,才能改變以往的被動局面。欣慰的是,技術中心正走在正確的道路上,并且在不斷取得進步。
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