全工況下內(nèi)燃動(dòng)力總成軸系扭振分析及控制.pdf_第1頁(yè)
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1、隨著內(nèi)燃動(dòng)車組的蓬勃發(fā)展,動(dòng)力總成裝置對(duì)可靠性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性有了更高的要求,同時(shí),日益短缺的資源迫使動(dòng)力總成軸系朝著高性能、輕量化的方向發(fā)展。而作為機(jī)組動(dòng)力傳輸系統(tǒng),動(dòng)力總成軸系的扭振性能對(duì)系統(tǒng)可靠性和壽命具有至關(guān)重要的作用,其扭振問(wèn)題逐漸突出并備受關(guān)注。
  本論文以某內(nèi)燃動(dòng)力總成軸系為研究對(duì)象,采用試驗(yàn)分析和仿真計(jì)算相結(jié)合的方法,對(duì)動(dòng)力總成軸系在全工況下的扭振特性進(jìn)行了研究。
  針對(duì)內(nèi)燃動(dòng)力總成軸系扭振問(wèn)題,分別采

2、用彈簧阻尼型聯(lián)軸器和橡膠彈性聯(lián)軸器,進(jìn)行了全工況下的軸系扭振試驗(yàn)分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,啟動(dòng)工況下聯(lián)軸器交變扭角差較大,穩(wěn)態(tài)工況和提速工況下軸系關(guān)鍵部件扭角幅值基本滿足要求,根據(jù)此特性,提出了對(duì)現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充、完善的建議。此外,機(jī)組在采用兩彈聯(lián)情況下,軸系扭振特性類似,其動(dòng)態(tài)響應(yīng)隨轉(zhuǎn)速變化規(guī)律一致。
  為全面分析動(dòng)力總成軸系動(dòng)力學(xué)特性,針對(duì)橡膠彈性聯(lián)軸器動(dòng)力總成軸系,建立了TVCA和AMESim當(dāng)量系統(tǒng)模型,并進(jìn)行了全工況下的

3、強(qiáng)迫扭振計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明,軸系啟動(dòng)工況下聯(lián)軸器軸段扭矩較大,提速工況下軸系動(dòng)態(tài)響應(yīng)較穩(wěn)態(tài)工況下略大,而停機(jī)工況下軸系動(dòng)態(tài)響應(yīng)較啟動(dòng)工況下略小。在柴油機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),除曲軸自由端3.0諧次在低轉(zhuǎn)速下超過(guò)規(guī)定限制0.15°外,其他響應(yīng)基本滿足要求。
  為對(duì)軸系扭振控制提供參考,從全工況角度出發(fā),全面分析了聯(lián)軸器剛度和阻尼、減振器剛度以及電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量參數(shù)對(duì)軸系固有特性及強(qiáng)迫響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明,改變聯(lián)軸器剛度和電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量,可

4、改變軸系第一階固有頻率,影響不同工況下軸系的動(dòng)態(tài)響應(yīng);而聯(lián)軸器阻尼參數(shù)變化,對(duì)軸系共振轉(zhuǎn)速處響應(yīng)影響較大。
  針對(duì)不同工況下的軸系扭振問(wèn)題,從參數(shù)優(yōu)化、電機(jī)帶動(dòng)啟動(dòng)、單缸發(fā)火啟動(dòng)方面進(jìn)行了啟動(dòng)工況扭振控制,從參數(shù)優(yōu)化、負(fù)載特性優(yōu)化方面進(jìn)行了提速工況扭振控制。結(jié)果表明,上述方式均可有效抑制軸系動(dòng)態(tài)響應(yīng)。此外,從聯(lián)軸器選型設(shè)計(jì)角度,提出了利用變剛度聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)全部穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)無(wú)主要諧次共振的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
  綜上所述,全

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