發(fā)動機平衡分析及平衡優(yōu)化設計.pdf

1、發(fā)動機振動問題一直是影響發(fā)動機及車輛工作性能的不利因素。近年來隨著人們對車身輕量化，發(fā)動機大功率化等要求的不斷提高，發(fā)動機引起的車輛振動問題越來越明顯。而發(fā)動機的振動主要是由其內(nèi)部活塞、曲柄連桿機構(gòu)的不平衡運動慣性力造成的。因此針對發(fā)動機內(nèi)部的不平衡慣性力進行平衡優(yōu)化設計是對發(fā)動機振動控制的一個重要方面。
　　本文從發(fā)動機的平衡分析和平衡機構(gòu)優(yōu)化設計兩方面進行了研究。首先，分別應用MATLAB和ADAMS兩種軟件，通過不同途徑對發(fā)

2、動機曲柄連桿機構(gòu)進行了動力學建模、平衡分析，找到了引起發(fā)動機振動的主要激勵成分。然后對發(fā)動機的內(nèi)平衡和外平衡進行了研究，并對平衡軸機構(gòu)的設計以及傾覆力矩的抑制方法進行了重點研究，最后針對發(fā)動機的內(nèi)平衡和外平衡分別設計了平衡重和平衡軸機構(gòu)。
　　主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）對傳統(tǒng)基于質(zhì)點力系的發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)建模思想進行了研究，并基于該思想應用MATLAB編程，得到了一套適用于常見任意發(fā)動機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)動機曲柄連桿機構(gòu)模型，并應用該模型對發(fā)動機進行平衡分析。
　?。?）對發(fā)動機內(nèi)平衡的平衡目標進行了研究，并設計了兩種平衡重分布方案，研究了平衡前后兩方案對曲軸內(nèi)力矩和各軸承受力的影響。
　?。?）根據(jù)平衡軸機構(gòu)的工作特性曲線為正弦或余弦形式的特點，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曲線對平衡軸進行設計的方法。
　?。?）研究了一種能使平

4、衡軸安裝位置靈活變動的方法，可使平衡軸的安裝位置適應不同發(fā)動機內(nèi)部空間要求，有效地避免了發(fā)動機內(nèi)部運動干涉的發(fā)生。
　?。?）基于對發(fā)動機傾覆力矩的頻域分析，研究了一種建立傾覆力矩近似數(shù)學函數(shù)的方法，通過該數(shù)學函數(shù)無需大量計算即可直接得到平衡軸的安裝參數(shù)。并針對發(fā)動機傾覆力矩的激振成分主要集中在幾個頻率處的特點，研究了一種設計不同轉(zhuǎn)速平衡軸對傾覆力矩各主要激振成分分別進行平衡的方法。
　　根據(jù)以上理論分析，以某60°V8發(fā)動