曲軸及正時(shí)系動力學(xué)特性對發(fā)動機(jī)NVH性能影響研究.pdf

1、曲柄連桿機(jī)構(gòu)及正時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及布置對發(fā)動機(jī)的NVH性能有著至關(guān)重要的影響。本文針對曲軸、連桿及不同正時(shí)系統(tǒng)的動力學(xué)問題建立了運(yùn)動系激勵特征同結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)的關(guān)系，對曲軸系與正時(shí)系耦合動力學(xué)特性對發(fā)動機(jī)NVH性能影響的規(guī)律進(jìn)行了深入細(xì)致的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究。
　　 對曲軸連桿系統(tǒng)的動力學(xué)特性及其結(jié)構(gòu)動態(tài)強(qiáng)度問題進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。建立了曲軸扭振多彈性體動力學(xué)分析模型，并通過曲軸扭振實(shí)驗(yàn)對仿真模型進(jìn)行了校核;利用現(xiàn)代數(shù)字仿真分析技術(shù)

2、研究了曲軸圓角的動態(tài)應(yīng)力，并與傳統(tǒng)的曲軸強(qiáng)度計(jì)算方法及疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，證實(shí)了現(xiàn)代仿真分析技術(shù)的可靠性和精確性;分析了連桿結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)特性，證明了連桿本身對激勵的動力學(xué)放大作用在工程計(jì)算中是可以忽略的;研究了連桿大頭的彈性流體潤滑特性，結(jié)合有限元非線性接觸算法，完成了連桿在不同工況下動態(tài)強(qiáng)度的預(yù)測;通過仿真分析的方法研究了扭振激勵與發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的頻率耦合關(guān)系，指出優(yōu)化曲軸扭振可以降低激勵與響應(yīng)的耦合作用，并通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)

3、證了仿真分析的結(jié)果。
　　 對鏈傳動、齒輪傳動及同步帶傳動等正時(shí)系的動力學(xué)特性及NVH特性進(jìn)行了深入細(xì)致的研究。分析了正時(shí)系與曲軸的耦合作用，以及不同正時(shí)系對發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)件尤其是前端正時(shí)罩振動響應(yīng)的作用;應(yīng)用多剛性體動力學(xué)建模方法，將正時(shí)系離散成多質(zhì)點(diǎn)，分析與比較了某汽油機(jī)靜音鏈與套筒鏈的動力學(xué)差異，仿真與聲學(xué)實(shí)驗(yàn)均表明靜音鏈對于多邊形效應(yīng)有明顯的衰減作用;分析了某柴油機(jī)正時(shí)齒輪傳動的嚙合沖擊激勵，通過比較考慮與不考慮曲軸轉(zhuǎn)速波動

4、以及是否安裝扭振減振器等不同工況下的齒輪嚙合特征，證明了齒輪罩振動的衰減可以通過優(yōu)化齒輪系動力學(xué)來實(shí)現(xiàn);基于不同的數(shù)值運(yùn)算方法完成了曲軸與同步帶正時(shí)系動力學(xué)的聯(lián)合仿真，指出了皮帶內(nèi)力對曲軸扭振、強(qiáng)度以及主軸承潤滑存在不同程度的影響;應(yīng)用CAD與CAE相結(jié)合的手段，在同一臺柴油機(jī)上虛擬設(shè)計(jì)了不同的正時(shí)系，并在相同的工況及邊界條件下，計(jì)算并比較了正時(shí)罩振動響應(yīng)的不同結(jié)果，通過從仿真預(yù)測技術(shù)揭示了采用齒輪作為正時(shí)傳動的發(fā)動機(jī)前端噪聲較大的原因