汽车发动机缸体扩缸前后静强度和模态分析（二）

    表8 自由模态频率对比表

    表9 新方案缸体相对于原方案缸体固有频率的减小比率

    从上表可以看出，扩缸后发动机缸体固有频率都略有下降，但下降幅度不大。

    而燃烧激振频率公式如下：

    其中：F1为燃烧激振频率；i为缸数；n为发动机转速；T为冲程(2冲程/=2,4冲程/=4)；

    当最高转速(2300r/min)时，缸内爆发气体压力作用的激振频率为：

    此频率低于缸体的一阶固有频率232Hz，说明新缸体能够避免由缸内气体爆发压力作用引起的冲击载荷而形成的共振。

    6 结论

    本文以汽车发动机扩缸后方案与原方案的对比为背景，对此款发动机，两种结构进行模态分析，并对该发动机扩缸前后缸体搭建静力分析模型，对两种方案的结构在极限工况下进行了静力分析对比，研究扩缸之后的缸体的变化情况。

    从有限元模态的理论出发，结合发动机缸体的实际情况，分析原方案与新方案两种发动机缸体的振动特性。将各阶的固有频率到振型的对比，利用激振频率计算说明，说明了发动机的可靠性。

    发动机是一个复杂的部件集合体，缸体作为发动机连接各部件的载体，其受力形式、连接关系都十分复杂。为得到更准确的结果，后续还需进行的工作：

    (1)完善缸盖，飞轮壳、正时齿轮室、油底壳及底部加强板等部件模型，以便更准确的施加载荷与约束。

    (2)建立曲轴、活塞等模型，进行缸体动力响应仿真，以便得到更接近真实情况的强度结果，为缸体改进方案提供合理意见。