基于AVL-EXCITE的連桿及其軸承對(duì)柴油機(jī)機(jī)體振動(dòng)的影響研究.pdf

1、柴油機(jī)作為當(dāng)前工業(yè)發(fā)展最重要的動(dòng)力源裝置，被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、船舶、汽車等領(lǐng)域。但因較大的振動(dòng)和噪聲，使得其成為工廠、工地、城市道路主要的噪聲源之一。隨著人們對(duì)工作環(huán)境要求的日益提高，柴油機(jī)的低噪聲、低振動(dòng)設(shè)計(jì)成為當(dāng)前柴油機(jī)主要的發(fā)展方向。柴油機(jī)的振動(dòng)與柴油機(jī)各部件的工作狀況有著密切關(guān)系。如今，虛擬樣機(jī)技術(shù)日益成熟，使得柴油機(jī)樣機(jī)在設(shè)計(jì)階段即可用仿真技術(shù)研究零部件的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)目標(biāo)值的影響，并給設(shè)計(jì)者提供重要參考。連桿作為柴油機(jī)的主要零

2、部件之一，其位置特殊，受力復(fù)雜，利用仿真技術(shù)研究連桿對(duì)機(jī)體振動(dòng)的影響可以為低振動(dòng)、低噪聲的柴油機(jī)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供重要參數(shù)和依據(jù)。
　　本文以某六缸柴油機(jī)為研究對(duì)象，研究了連桿及連桿大頭軸承間隙對(duì)機(jī)體振動(dòng)的影響。運(yùn)用HyperMesh軟件建立了機(jī)體、曲軸、連桿的有限元模型，并對(duì)機(jī)體、曲軸的有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確保了模型的準(zhǔn)確性。利用子結(jié)構(gòu)法將有限元模型進(jìn)行模態(tài)縮減，獲得了搭建多體動(dòng)力學(xué)模型所需要的主節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量和剛度矩陣文

3、件，在AVL-EXCITE軟件中建立了連桿—曲軸—機(jī)體的多體動(dòng)力學(xué)模型。
　　分別建立了剛性連桿和柔性連桿模型，通過(guò)柴油機(jī)表面不同位置處選取點(diǎn)的振動(dòng)加速度來(lái)評(píng)價(jià)二者對(duì)機(jī)體表面振動(dòng)的影響。結(jié)果表明：相對(duì)于剛性連桿來(lái)說(shuō)，柔性連桿上使得機(jī)體上各個(gè)分析點(diǎn)的加速度值都有一定的下降，并且在峰值處波動(dòng)程度明顯下降。于此同時(shí)，連桿柔性化處理使得主軸承在活塞運(yùn)動(dòng)方向受力變小，并且最小油膜厚度在峰值處也會(huì)變小。
　　利用柔性連桿模型，取連桿大頭

4、軸承間隙分別為0.05mm、0.07mm和0.09mm，分析了連桿大頭軸承間隙對(duì)機(jī)體表面振動(dòng)及其本身潤(rùn)滑性能的影響。結(jié)果表明：連桿大頭軸承間隙在允許范圍內(nèi)（0.03mm—0.09mm）改變時(shí)，機(jī)體表面振動(dòng)加速度值變化不大；而對(duì)于軸承本身來(lái)說(shuō)，間隙的改變對(duì)軸心軌跡、最小油膜厚度、摩擦損失功等都會(huì)產(chǎn)生影響。具體表現(xiàn)為：隨著間隙的增加，最小油膜厚度會(huì)減小，而摩擦損失功會(huì)增加。
　　研究結(jié)果表明，連桿的彈性變形會(huì)對(duì)機(jī)體表面振動(dòng)和主軸承受力