20865

۲۰۸۶۵

بهينه‌سازي دسته‌موتور EF7-TC براي بهبود رفتار نوفه – ارتعاشات – لرزش موتور

كارشناسي ارشد

مهندسي خودرو

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۰۱/۲۸

دكتر اميرحسن كاكايي - دكتر بهروز مشهدي

خودرو

بهبود و بهينه‌سازي طراحي سيستم دسته موتور يكي از روش‌هاي بهبود عملكرد نوفه – ارتعاشات – لرزش موتور يا به‌اختصار NVH خودرو به شمار مي‌رود. در اين تحقيق هدف يافتن ضرايب سختيِ بهينه براي هركدام از دسته موتورها در سه جهت x, y, z مي باشد. ابتدا موتور و گيربكس به‌صورت يك مدل صلب با 6 درجه آزادي، و دسته موتورها به‌صورت مدل كلوين-وويت مدل‌سازي شده اند. يك الگوريتم براي محاسبه فركانس طبيعي موتور طراحي شد. سپس در مرحله بعد با ابداع روشي معكوس و با استفاده از فركانس طبيعي پيشنهادي توسط طراح اقدام به محاسبه محدوده مجاز براي ضرايب سختي دسته موتورها شد. محدوده پيشنهادي براي فركانس هاي طبيعي نيز توسط عواملي همچون رفتار موتور در دور آرام انتخاب مي‌شود. در روش مرسوم سعي مي‌كنند كه فركانس طبيعي مجموعه تا حد امكان دور از فركانس ارتعاش موتور در حالت درجا باشد تا پديده تشديد ارتعاشات رخ ندهد. در گام بعد با استفاده از تئوريِ جداسازي مودهاي ارتعاشي به بهينه سازي پرداخته شد. براي بهينه سازي از الگوريتم ژنتيك در نرم افزار متلب استفاده گرديد. در اين بهينه سازي ضرايب سختيِ دسته موتورها به عنوان متغيرهاي مسئله، محدوده ضرايب سختي و فركانس هاي طبيعي موتور به عنوان محدوديت هاي مسئله و ماتريس جداسازي مودها به‌وسيله ماتريس انرژي جنبشي مودها به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شدند. بعد از صحت سنجي مدل با مقالات مرجع، به بهينه سازيِ دسته موتورهاي موجود روي موتور EF7-TC پرداخته شد. نتايج نشان مي دهد جداسازي مودها در حالت بهينه نسبت به حالت غيربهينه به ميزان 65 درصد و پاسخ سيستم به عنوان شاخصِ جابه جايي ها و چرخش هاي مركز جرم موتور، با استفاده از ضرايب سختي بهينه شده بهبود پيدا كرده اند. همچنين يك مختصات جديد به غير از مختصات TRA ارائه شده است كه به بهبود نتايج بهينه كمك مي كند. نتايج جداسازي فركانس هاي طبيعي از فركانس هاي تحريك و جداسازي مودهاي سيستم با استفاده از پارامترهاي بهينه شده در مختصات جديد نسبت به سيستم مختصات TRA به ترتيب 21 و 23 درصد بهبود يافته است.

1398/04/31

EF7-TC engine mount optimization to improve NVH performance

7/22/2019 12:00:00 AM

Improving and optimizing the design of the powertrain mounting system is one of the methods for improving the performance of noise-vibration-hardness or, in short, the NVH of the vehicle. In this research, the aim is to find the optimum stiffness coefficients for each of the engine mount in three directions. At first, the engine and the gearbox were modeled as a rigid model with 6 degrees of freedom, and the engine mounts were modeled in the Kelvin-voight model. An algorithm for calculating the natural frequency of the engine was designed. Then in the next step, by designing a reverse method and using the proposed natural frequency, the designer proceeded to calculate the permissible range for the engine mount stiffness coefficients. This range is also selected by factors such as the behavior of the engine in a idle RPM environment. In the conventional method, the natural frequency of the set is as far away as possible from the vibrational excitation frequency of the engine in idle RPM to prevent the phenomenon of vibration resonance. In the next step, the optimization technique was used to determine the decoupling vibration modes theory. To optimize the genetic algorithm in MATLAB software was used. In this optimization, the stiffness coefficients of the engine mounts as problem variables, the range of stiffness coefficients and the engine natural frequencies were considered as problem constraints and the matrix of the decoupling of the modes by the kinetic energy matrix of the modes as the objective function. After verifying the model with reference literature, the optimization of the engine mounts class on the EF7-TC engine was considered. The results show that the decoupling of the modes in optimum state compared to the non-optimal state up to 65% and the system response as an index of displacement and rotation of the center of mass of the engine have been using optimized stiffness coefficients improved. There is also a new coordinate system, other than the TRA coordinates, that helps improve optimal results. The results of the natural frequency decoupling from the excitation frequencies and decoupling of the modes have been improved by using the optimized parameters and new coordinate system, respectively, by 21% and 23%.