發(fā)動(dòng)機(jī)平衡分析及平衡優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)問(wèn)題一直是影響發(fā)動(dòng)機(jī)及車輛工作性能的不利因素。近年來(lái)隨著人們對(duì)車身輕量化，發(fā)動(dòng)機(jī)大功率化等要求的不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)引起的車輛振動(dòng)問(wèn)題越來(lái)越明顯。而發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)主要是由其內(nèi)部活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的不平衡運(yùn)動(dòng)慣性力造成的。因此針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的不平衡慣性力進(jìn)行平衡優(yōu)化設(shè)計(jì)是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)控制的一個(gè)重要方面。
　　本文從發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡分析和平衡機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行了研究。首先，分別應(yīng)用MATLAB和ADAMS兩種軟件，通過(guò)不同途徑對(duì)發(fā)

2、動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模、平衡分析，找到了引起發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的主要激勵(lì)成分。然后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)平衡和外平衡進(jìn)行了研究，并對(duì)平衡軸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及傾覆力矩的抑制方法進(jìn)行了重點(diǎn)研究，最后針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)平衡和外平衡分別設(shè)計(jì)了平衡重和平衡軸機(jī)構(gòu)。
　　主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）對(duì)傳統(tǒng)基于質(zhì)點(diǎn)力系的發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)建模思想進(jìn)行了研究，并基于該思想應(yīng)用MATLAB編程，得到了一套適用于常見(jiàn)任意發(fā)動(dòng)機(jī)的快速平衡分析方法。
　　

3、（2）在ADAMS軟件中建立了帶有柔性曲軸的發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)模型，并應(yīng)用該模型對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行平衡分析。
　?。?）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)平衡的平衡目標(biāo)進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)了兩種平衡重分布方案，研究了平衡前后兩方案對(duì)曲軸內(nèi)力矩和各軸承受力的影響。
　?。?）根據(jù)平衡軸機(jī)構(gòu)的工作特性曲線為正弦或余弦形式的特點(diǎn)，研究了一種先優(yōu)化得到平衡軸的最優(yōu)工作特性曲線，再以最優(yōu)工作特性曲線為目標(biāo)曲線對(duì)平衡軸進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。
　?。?）研究了一種能使平

4、衡軸安裝位置靈活變動(dòng)的方法，可使平衡軸的安裝位置適應(yīng)不同發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間要求，有效地避免了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)干涉的發(fā)生。
　?。?）基于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)傾覆力矩的頻域分析，研究了一種建立傾覆力矩近似數(shù)學(xué)函數(shù)的方法，通過(guò)該數(shù)學(xué)函數(shù)無(wú)需大量計(jì)算即可直接得到平衡軸的安裝參數(shù)。并針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)傾覆力矩的激振成分主要集中在幾個(gè)頻率處的特點(diǎn)，研究了一種設(shè)計(jì)不同轉(zhuǎn)速平衡軸對(duì)傾覆力矩各主要激振成分分別進(jìn)行平衡的方法。
　　根據(jù)以上理論分析，以某60°V8發(fā)動(dòng)