基于AVL-EXCITE的連桿及其軸承對柴油機機體振動的影響研究.pdf

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

2、部件之一，其位置特殊，受力復雜，利用仿真技術(shù)研究連桿對機體振動的影響可以為低振動、低噪聲的柴油機設(shè)計和開發(fā)提供重要參數(shù)和依據(jù)。
　　本文以某六缸柴油機為研究對象，研究了連桿及連桿大頭軸承間隙對機體振動的影響。運用HyperMesh軟件建立了機體、曲軸、連桿的有限元模型，并對機體、曲軸的有限元模型進行模態(tài)分析及實驗驗證，確保了模型的準確性。利用子結(jié)構(gòu)法將有限元模型進行模態(tài)縮減，獲得了搭建多體動力學模型所需要的主節(jié)點的質(zhì)量和剛度矩陣文

3、件，在AVL-EXCITE軟件中建立了連桿—曲軸—機體的多體動力學模型。
　　分別建立了剛性連桿和柔性連桿模型，通過柴油機表面不同位置處選取點的振動加速度來評價二者對機體表面振動的影響。結(jié)果表明：相對于剛性連桿來說，柔性連桿上使得機體上各個分析點的加速度值都有一定的下降，并且在峰值處波動程度明顯下降。于此同時，連桿柔性化處理使得主軸承在活塞運動方向受力變小，并且最小油膜厚度在峰值處也會變小。
　　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機體表面振動及其本身潤滑性能的影響。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，機體表面振動加速度值變化不大；而對于軸承本身來說，間隙的改變對軸心軌跡、最小油膜厚度、摩擦損失功等都會產(chǎn)生影響。具體表現(xiàn)為：隨著間隙的增加，最小油膜厚度會減小，而摩擦損失功會增加。
　　研究結(jié)果表明，連桿的彈性變形會對機體表面振動和主軸承受力