x1 k1 k2 m1 0 0 m k 2 2 x2
若考虑阻尼，则有下式：
k2 x1 P (t ) 1 k2 k3 x2 P2 (t )
1 k1 k2 c2 x 2 c2 c3 x k2 k2 x1 P (t ) 1 k2 k3 x2 P2 (t )
2 1
1 1 0 0 3 2 2
特征方程：
1 1, 2 2.5
k k , 2 1.581 m m
为求主振型，先将 1 1 代入 ： 1
1 2 0 1 2 0
一个独立 令 则
2 1 1＝1
令 则
1 （ 1 ） 第一阶主振型：φ ＝ 1
2 1
（2 ） 2 第二阶主振型： φ ＝ 1＝ 2 1
同理： ＝ 2＝2 .5 代入
下面画图内容不作要求
（ 1 ） 第一阶主振型： φ
1 k / m

m 2 k
1 1 2 3 3 4
3 1 0
1 2 1
0 1 0 1 2 3 3
K 2M 0
1 k / m
2 1.32 k / m
3 2 k / m
构还必须保持必要间隙。如采用液压挺杆，可从根本上消除气门间隙，从而消除传动中的撞击，并可有效地 控制气门落座速度。从而使得配气机构的噪声显著降低。 ◆发动机燃烧噪声控制措施？ （课件版） (1)隔热活塞 采用隔热活塞可提高缸壁温度，缩短滞燃期，降低直喷式柴油机的燃烧噪声。 (2)延迟喷油定时 一般而言，喷油时间早则燃烧噪声大，而喷油时间适当延迟，可减小燃烧噪声。但 喷油过迟，燃烧进入气缸时的空气温度和压力反而变低，从而使着火延迟期延长，燃烧噪声增大。 (3)改进燃烧室结构形状 在其他条件相同的情况下，直喷式燃烧室中的球形和斜置圆桶形燃烧室的燃烧 噪声最低， 分隔式燃烧室的燃烧噪声一般也较低， ω 形直喷式燃烧室和浅盆形直喷式燃烧室的燃烧噪声最大。 (4)调节喷油泵 喷油率对燃烧噪声的影响很大。 试验表明， 喷油率提高一倍， 燃烧噪声就会增加 6dB， 可用减少喷油泵供油率的方法来减少燃烧噪声，但也要注意高速性能的恶化和增加怠速噪声的问题。 (5)废气再循环和进气节流 提高废气再循环率可减少燃烧率，使发动机获得平稳的运转，而进气节流 可使气缸内的压力降低和着火时间延迟，两者结合能有效降低燃烧噪声。 (6)采用增压技术 柴油机增压后可使进入气缸的空气充量密度增加，使压缩终了时气缸内的温度和压 力增高，降低燃烧噪声。 (7)提高压缩比 提高压缩比可以提高压缩终了的温度和压力，缩短着火延迟期，降低燃烧噪声。 (8)改善燃油品质 十六烷值高的燃料着火延迟较短，燃烧过程柔和，燃烧噪声降低。 (9)电子控制 根据转速、负荷、进气温度、燃油温度等精确控制喷油定时，降低燃烧噪声。 （课本版） (1)合理设置延迟喷油定时。通常喷油时间早，产生燃烧噪声大，但过迟喷油时间影响动力特性； (2)合理设计燃烧室形状，改进燃烧室结构形状和参数，不但直接影响柴油机的性能，而且影响着火延迟 期、压力升高率，从而影响燃烧噪声； (3)适当提高压缩比和延迟喷油提前角，使用高十六烷值的燃料，以缩短着火延迟期； (4)采用进气增压，依靠进气压力和温度的增高缩短着火延迟期； (5)调节喷油系喷油率对燃烧噪声的影响非常大，喷油率提高，燃烧噪声就会相应增加，可用减少喷油泵 供油率的方法来减少燃烧噪声，但应注意高速性能的恶化和怠速噪声增加问题。 ◆制动噪声的控制措施？ 1.制动器设计时，增加制动鼓的刚性，并减小制动蹄的刚性 增加制动鼓的刚性，可以提高制动鼓的固有频率，减小制动噪声，但不需无限提高鼓的固有频率，当制 动噪声接近环境背景噪声时，鼓的刚性就足够了；降低制动蹄的刚性，使其固有频率降低，并改善摩擦片与 制动鼓的接触及压力分布，可以降低制动噪声。 2.增加制动鼓与制动蹄对振动的衰减 对制动鼓和制动蹄的结构件采用阻尼处理，可以衰减振动能量，降低噪声辐射；在制动鼓和制动蹄的接 触部分，配置减振材料，可以衰减振动。 3.合理匹配制动鼓和制动蹄的刚性 装配后的鼓和蹄的固有频率不是单独设计时的固有频率，而比单独设计时有所增加，并且鼓的固有频率 增加比蹄的固有频率略高。因此，在设计时，可以使鼓的固有频率比蹄的高，制动噪声能够降低。 4.改善摩擦衬片特性和衰减振动的能力 一般情况下，减小摩擦系数、降低制动蹄的刚度、减小摩擦衬片的包角等措施可降低噪声，但是，减小 摩擦系数会降低制动效果，此时必须采取措施，以保证制动容量。 5.盘式制动器优化结构设计 增大制动盘对振动的衰减、限制摩擦衬片振动及控制振动的传播，是盘式制动器优化结构的主要措施。 合理设计零部件结构，限制衬片振动，选用阻尼大的材料等。
m1 0
0 x1 c1 c2 m2 x2 c2
例2
M1(t )，M2(t )
I1 , I2
k 1 k 2 k 3
试：建立系统的运动 微分方程。 解： 受力分析
k k ( ) M ( t) I 1 1 1 1 2 1 2 1 k ( ) k M ( t) I 2 2 2 1 2 3 2 2 k 1 k 2 k 2 1 I 1 0 1 0 I k k k 2 2 3 2 2 2
2 1.581 k / m
第二阶主振型： φ
（2）
1 1
x1 k m
k 2m
x2 2k
2 1
a
a
画图：横坐标表示静平衡位置，纵坐标表示主振型中各元素的值 第一阶主振动 : 同向运动 两个质量以 1 为振动频率，同时经过各自的平衡位置，方向相 同，而且每一时刻的位移量都相同。
考试时间：12.27 晚 7：00 3404 填空题 15'，15 空 简答题 45'，5 题
计算题 40'，2 题
◆计算题：振动系统固有频率和固有振型
例 1.试建立系统的运动微分方程
解：两自由度系统
m1 x1 k1 x1 k2 ( x1 x2 ) P 1 (t ) m2 x2 k2 ( x1 x2 ) k3 x2 P2 (t ) m1 x1 (k1 k2 ) x1 k2 x2 P 1 (t ) m2 x2 k2 x1 (k2 k3 ) x2 P2 (t )
(K 2 M ) φ0
3k m 2 k 0 k 2 k m 2 k 1 0 k 2 0 3k m 2 3
3k K k 0
k 2k k
0 k 3k
《汽车振动与噪声控制》考试资料
◆振动：在外力的作用下，弹性的机械或结构不仅产生刚体运动，还会产生由于自身弹性而引起在平衡 位置附近的微小往复运动，这种往复运动通常称为振动。 ◆振动系统四要素：质量、弹性（刚度） 、阻尼、激励 ◆谐波激励响应有哪三部分？ 答：第 1 部分由系统初始扰动导致的自由振动响应；第 2 部分称之为系统伴随自由振动，是由于初始条 件和激励的引入而导致的系统本征振动；第 3 部分称为稳态振动或稳态响应，不随时间增加而衰减，它始终 存在并且有和激励谐波力相同的频率。 ◆声波的类型：根据声波传播时波阵面的形状不同，分成平面声波、球面声波和柱面声波等。 ◆隔振种类：主动隔振和被动隔振。 ◆气门振动控制措施有哪些？ (1)提高气门系统的固有频率； (2)合理设计凸轮的形线； (3)气门运动可近似看作正加速度段所激发的强迫振动和系统弹性变形引起的自激振动的叠加，应使两种 振动的相位相反，以达到削弱振动的目的； (4)为了减轻气门落座冲击，推荐落座速度小于 0. 35m/s，落座加速度小于或等于| 10g|。 (5)气门弹簧的合理设计； (6)采用变圈距弹簧。 ◆人体对振动反应的三个界限？ (1)暴露极限。当人体承受的振动强度在这个极限之内，将保持健康或安全。通常把此极限作为人体可以 承受振动量的上限。 (2)疲劳－功效降低界限。这个界限与保持工作效能有关。当驾驶员承受的振动强度在此界限之内时，能 准确灵敏地反应，正常地进行驾驶。 (3)舒适降低界限。此界限与保持舒适有关，在这个界限之内，人体对所暴露的振动环境主观感觉良好， 能顺利完成吃、读、写等动作。 ◆发动机机械噪声控制措施？ 1．活塞敲击声的控制措施（课件版） ①减小活塞与气缸壁的间隙 ②活塞环的数量 活塞环与缸壁间的摩擦会引起缸壁振动，增加噪声。 ③活塞销孔向主推力面偏移 当活塞销孔向主推力方向偏移时，由于活塞在上止点附近由一面接触 转变到另一面接触的时间和气缸压力剧增的时间错开，可降低噪声。 ④优化缸套刚度 通过优化缸套刚度，减少摩擦，可降低噪声。 ⑤增加阻尼 在活塞裙部表面覆盖一层可塑性材料，可增加阻尼，降低噪声。 活塞敲击而激发的噪声的控制方法有： （课本版） (1)尽可能减小活塞的缸壁的间隙； (2)将活塞销中心向主推力方向偏置一个适当的距离，以使活塞在上止点附近由一边移向另一边相接触的 时刻，与气缸压力剧增的时刻相错开； (3)增加活塞表面的振动阻尼，在活塞裙部表面进行阻尼处理，从而缓冲和吸收活塞敲击的能量，可明显 地降低活塞敲击噪声； (4)活塞裙部采用理想的形线，使活塞敲击时与缸壁的碰撞面积较太。 2．减小配气机构噪声的措施： （课件版） (1)减小气门间隙； (4)减轻配气机构刚度； (2)提高凸轮加工精度和减小表面粗糙度； (5)减轻驱动元件质量； (3)选用性能优良的凸轮型线； (6)采用凸轮轴橡胶减振器。 （课本版） (1)提高凸轮加工精度和减小表面粗糙度值。 (2)采用经优化设计过的凸轮形线，使得挺杆在凸轮型线缓冲段范围内的运动速度很小，从而减小气门在 始升或落座时的速度，降低因撞击而产生的噪声。 (3)减小气门间隙可减小因间隙存在而产生的撞击，从而减小噪声。但为保证气门正常工作，一般配气机