非道路柴油机具有工况变换剧烈、工作负载大、连续运行时间长的特点,对其可靠性、耐久性和舒适性提出了严峻的挑战。在非道路柴油机排放的第三阶段,功率强化加剧结构振动与噪声辐射,非道路用柴油机的减振降噪技术研究成为当务之急。通用柴油机主要部件中噪声辐射比例最大的部件是壳体件,其中油底壳占25%左右,因此针对油底壳进行减振降噪研究,对降低整机的振动与噪声污染,以及提高整机的运行可靠性具有重要意义。以非道路高压共轨柴油机为研究对对象,基于有限元和多体动力学的方法,建立了整机多体动力学模型,通过机体与曲轴模态测试,验证了整机有限元模型以及多体动力学模型;通过频率响应分析、流固耦合模态分析和多体动力学分析的方法,进行了整机振动与噪声仿真研究,利用Optistruct软件进行了油底壳结构形貌优化,研究了不同加强筋结构方案对整机关键点振动与噪声的影响情况。主要研究结果如下:(1)机体、曲轴模态分析与测试结构模态的精度是油底壳优化分析,多体动力学计算结果准确的关键,采用有限元分析和测试的方法研究发动机主要部件的模态规律。研究结果表明,机体、曲轴两个部件的测试与计算模态的相对误差在5%以内,气缸盖罩模态一阶偏差为6.11%,其他各阶在5%以内。油底壳属于典型的薄壁焊接件,前六阶振型中,第一二四五阶模态与有限元分析结果最大误差在10%以内,四个部件的振型一致性较好。(2)油底壳形貌优化及模态影响因数分析采用形貌优化的方法研究油底壳加强筋与刚度的变化关系,在相同的加强筋数量下,加强筋的起筋高度增加1mm,结构一阶模态平均增加35.4HZ。在相同的刚度要求下和起筋高度下,槽形比圆弧形的加强筋少50%,工艺性更好。采用流固耦合的方法,分析机油耦合作用下结构模态。研究表明,在机油耦合作用下,油底壳底部结构的一阶模态至少降低了 32.77HZ,而对高阶模态影响较小,随着机油容积的增加,一阶模态频率逐渐降低。(3)整机耦合激励下的油底壳振动噪声和动态应力分析首先分析发动机配气机构、活塞侧击力和主轴承的载荷分布规律,进而对油底壳进行整机耦合激励下的振动噪声和动态应力分析。研究结果表明,优化后油底壳表面的关键节点的最高速度级平均降低了 6.9dB;优化后结构模态升高,关键点的动态应力变化频率增大,底部最高应力降低1OMPa,上部集油区降低了2.8MPa;优化后在最大扭矩工况500HZ中心频率下,发动机次推力侧声压级最大降低了 6.14dB。