[发明专利]发动机辐射噪声与燃烧激励的可视化关联分析方法

说明书

本发明公开了一种发动机辐射噪声与燃烧激励的可视化关联分析方法，包括以下步骤：步骤1.发动机正常点火，测点布置；步骤2.不同转速点的定速扭矩测试，步骤3.缸压角度域重采样与修正，平均压升率矩阵求解，步骤4.平均辐射噪声声压级矩阵求解，步骤5.重复步骤1‑4，建立定速升扭数据库，步骤6.计算差值矩阵，确定燃烧激励与辐射噪声的强相关工况点。本发明通过对辐射噪声和缸压的多转速点定速升扭测试和等功率点差值分析，绘制转速‑扭矩分布云图，由此识别出高频燃烧激励与辐射噪声的强相关工况点，为发动机燃烧标定的多参数寻优提供可靠的工程依据。

技术领域

本发明属于汽车NVH(噪声振动和不平顺性)技术领域，具体涉及一种发动机辐射噪声与燃烧激励的可视化关联分析方法。

背景技术

发动机燃烧过程中缸内压力急剧变化，并由活塞-连杆机构引起缸体振动而辐射噪声，当人耳敏感的中高频段能量占比较高时容易产生主观烦躁感。相关研究通过对缸压进行频谱分析已经总结了燃烧激励的普适性规律，即随着频率的升高，燃烧激励的主要贡献分别来自于最大爆发压力、压力升高率和压升率变化率。部分工况下发动机的缸内压力高频振荡虽然能量占比仅为5％，却能够引起80％左右的燃烧噪声。因此如何实现燃烧标定的多参数寻优，进而有效控制高频燃烧噪声，是当前发动机声品质正向开发的巨大挑战。

专利文献CN112632690A公开了一种燃烧噪声参数的确定方法和装置，考虑气缸内可燃气体的燃烧在时间历程上对气缸的激励，通过新增顶面气缸力、侧面气缸力、顶面气缸力压升率和侧面气缸力压升率等参数，使得表征气缸内燃烧噪声的目标参数更为准确和完善。但该方法没有进一步讨论发动机燃烧激励与辐射噪声在不同工况下的相关性。专利文献CN106257582A公开了一种燃烧噪声掩蔽控制装置及方法，通过计算车辆在当前行驶条件下的发动机燃烧噪声指数判定是否在预定范围内，然后通过安装在车内的扬声器输出等于或小于700Hz的掩蔽声音，以增加中低频声音的方式来降低车内的高频燃烧噪声感知。但该方法本质上没有降低高频燃烧噪声，且不同输出功率的发动机燃烧噪声指数理应存在差异，导致在整车上的实施效果难以进行客观评估。

因此，有必要开发一种发动机辐射噪声与燃烧激励的可视化关联分析方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机辐射噪声与燃烧激励的可视化关联分析方法，能识别出高频燃烧激励与辐射噪声的强相关工况点，为发动机燃烧标定的多参数寻优提供可靠的工程依据。

本发明所述的一种发动机辐射噪声与燃烧激励的可视化关联分析方法，包括以下步骤：

步骤1.将发动机在半消声室测试台架上安装并正常点火，并分别布置缸内缸压测点、辐射噪声测点和曲轴转角测点；

步骤2.分别进行发动机在不同转速点正常运行状态下的定速升扭测试，同步采集缸压信号、辐射噪声信号和曲轴转角信号；

步骤3.对缸压信号先后进行不同转速工况下的角度域重采样和缸压修正处理，然后计算各缸平均压升率随扭矩的变化曲线，得到各缸平均压升率矩阵CPR；

步骤4.计算不同转速工况下四点平均辐射噪声声压级随扭矩的变化曲线，得到四点平均辐射噪声声压级矩阵SPL；

步骤5.重复步骤1至步骤4，建立多台发动机辐射噪声声压级与缸压压升率的定速升扭数据库；

步骤6.根据两台发动机的对标需求，计算等功率点的压升率差值矩阵ΔCPR和声压级差值矩阵ΔSPL，并分别绘制转速-扭矩分布云图，通过横向对比确认高频燃烧激励与辐射噪声的强相关工况点。

可选地，所述步骤1中，分别布置缸内缸压测点、辐射噪声测点和曲轴转角测点，具体为：