フュエルポンプの低騒音化 – 振動設計(構造検討と動特性の予測)

掲載日:2021年06月22日

フュエルポンプ(燃料ポンプ)にインシュレータを装着した場合、ブラケットの大型化やインシュレータ追加による共振周波数の低下が予想されます。そこで、この共振周波数がどの程度低下するかをシミュレーションによって予測することとしました。具体的には、前回構築したコリレーション済みベースモデルをもとにブラケット部分を新しいブラケットモデルに差し替えてNX Nastranによる振動シミュレーション(ノーマルモード解析=固有値解析)を行いました。

Figure 4.1はベースモデルのブラケット部分を新しいブラケットモデルに差し替えたた場合のノーマルモード解析結果です。共振周波数がベースモデルの18.5ヘルツから14.6ヘルツまで低下する結果が示されました。

Figure 4.1. シミュレーション結果 / 新しいブラケット仕様 / 固有モード / 14.6 [Hz] / 上下曲げ1節

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20ヘルツ以下にはバネ下共振やエンジンシェイクが存在しているため、念のためフュエルポンプ系の共振点を20ヘルツ以上に引き上げることを前提に追加構造の検討を行うこととしました。現状構造の片持ち支持を両端支持とすべくサポートブラケットを追加した構造をモデル化して共振周波数を予測した結果、35.4ヘルツまで上昇することがわかりました。(Figure 4.2、Figure 4.3) この周波数であれば20ヘルツ以上であるだけでなく、アイドル起振力周波数からも十分に離れるため、追加したサポートブラケットの剛性および減衰要件を満たすよう具体的構造を設計・製作することとしました。

Figure 4.2. シミュレーションモデル / 新しいブラケット + サポートブラケット

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Figure 4.3. シミュレーション結果 / 新しいブラケット + サポートブラケット / 固有モード / 35.4 [Hz] / 上下曲げ1節

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次回は新しいブラケット(およびサポートブラケット)にフュエルポンプおよびインシュレータを装着し、車両に搭載した状態でのモーダル実験の結果をリポートさせていただく予定ですので、もしよろしければ改めてご訪問いただけましたら幸いです。

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