一、引言

油底壳是发动机上重要的零部件，它的主要功能是为润滑系统贮存和提供润滑油，并与框架一起构成曲轴箱，油底壳设计的原则是要保证发动机在不同的运行工况下，发动机都能可靠地工作。油底壳根据润滑油大量储存的位置不用，可以分为湿式和干式油底壳两类。湿式油底壳是传统的发动机结构形式，在润滑系统中，为贮存、收集和冷却机油的容器，安装在发动机的缸体框架上，与缸体一起构成发动机曲轴箱。而干式油底壳的系统特点就是：回流到油底壳内的润滑油不断被一只或两只吸油泵抽出，并输送到位于发动机外边的贮油箱中，然后由一只机油泵将润滑油送到发动机内部的润滑系统中去。干式油底壳的优点在于：整车在大角度的左右前后倾斜条件下工作，不致使供油间断；同时避免润滑油与曲轴箱中的高温气体接触，可以有效地减少机油氧化变质[1]。所以我们在进行设计的时候首先就要选择合适的油底壳类型,然后才是对材料的选择。现在油底壳一般为薄钢板冲压或铝合金高压铸造，薄钢板油底壳的厚度一般为1~2mm，成本较低，但是振动噪声相对较大。以薄钢板为材料制造的油底壳其表面辐射噪声约占发动机总辐射噪声级的15~22%左右[2、3]。铝合金油底壳强度高，NVH较好，但是成本略高。所以在选择油底壳时，要充分对设计的发动机进行市场定位，才能更好地确定材料和类型。现阶段对汽车的振动噪声和NVH的要求又有了新的提升。虽然我国能够制造这样的产品，但是我国的自主研发的产品和国外的还是相差甚远，所以在这方面我们要加大力度去研究开发，也是值得我们去研究开发的。

二、国内外研究现状和发展前景

油底壳零件作为发动机表面辐射噪声的重要噪声源,对它的振动噪声进行研究是降低发动机噪声以达到控制整车噪声的迫切需要。在壳体零件振动噪声的研究中,为了要求各壳体零件的变形最小,振动最小,辐射噪声最小,就迫使我们对其结构动态特性进行研究,通过抑制振动优化结构来提高壳体结构的动刚度和动强度。也就是说,我们必须通过结构动态设计的方法来对油底壳零件的振动噪声进行分析和控制。

现在大多数研究都是首先基于有限元法分析，然后建模在进行进一步的研究。有限元法是一种离散化的数值解法，将求解区域离散为一组有限个且按一定方式相互连接在一起的单元组合体。模态是结构的固有振动特性，每一阶模态都具有特定的固有频率和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析[4,5]。袁兆成等人就是利用这种分析方法对4118Z型柴油机机油盘进行了结构模态分析，他们先是列出动力学方程，建立模型、确定边界条件。然后进过软件的分析对分析结果他们提出的结论这样的结论：由于支承的形势与部位不同，试验所得到的频率会有所不同，所以采用弹簧单元模拟实际的支承效果更好；通过改变结构参数与有限元分析，能够很快预测出结构参数与模态之间的关系，从而为油底壳的低噪音设计提供了有效的模型和数据，节省了时间和成本；可以充分利用模态振型的正交性，是振动物体的某些固有频率发生变化，避免敏感区，从而达到避免共振的目的[6]。

除了结构模态分析学者们还进行了振动响应、辐射噪声的分析。如张磊、任海军等人在《发动机薄壁件结构振动优化》中提到：机油盘固有频率过低( 甚至低于发动机额定转速二阶激励频率200Hz)，只有122Hz。同时机油盘具有较大的辐射面积，因此初步推断是主要的辐射噪声源, 需要在后期振动计算中重点关注。机油盘固有频率过低( 甚至低于发动机额定转速二阶激励频率200Hz)，只有122Hz。同时机油盘具有较大的辐射面积，因此初步推断是主要的辐射噪声源，需要在后期振动计算中重点关注。然后通过软件和建模分析结合许多综合问题的考虑，他们提出了这样的优化方案：

（1）深浅盆结构机油盘。将机油盘底部平板结构改为阶梯形的深浅盆结构，以提高机油盘底部刚度。

（2）纵向加强筋改为横向加强筋。深浅盆结构可以看作阶梯结构加强筋，对机油盘上下进行连接来提高刚度，在此基础上，通过横向加强筋来加强机油盘左右的连接。两者的综合实施达到了增加机油盘Y向刚度的目的。

（3）等间距加强筋。由于空间的限制，加强筋数量一定。在加强筋数量一定的前提下，将加强筋设计为等间距结构，避免出现由于加强筋间距......

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