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四缸发动机曲轴减振器匹配的对比研究_图文(精)

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四缸柴油机曲轴的自由模态分析

四缸柴油机曲轴的自由模态分析

文章编号：1006-1355（2010）06-0063-04四缸柴油机曲轴的自由模态分析周海超，左言言，鲍林晓（江苏大学振动噪声研究所，江苏镇江212013）摘要：利用CATIA软件建立四缸柴油机曲轴的三维模型，然后再用ANSYS软件对曲轴进行自由模态分析，得出前8阶固有频率和振型。

通过试验手段对实体曲轴的自由模态进行测量得出曲轴的固有频率。

最终将有限元分析结果和试验结果对比表明，两者所得固有频率吻合性较好，有限元分析计算结果是可信的，为曲轴的强迫振动分析和结构优化设计奠定基础。

关键词：振动与波；柴油机；曲轴；有限元法；模态分析中图分类号：TK42；O241.82文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-1355.2010.06.015 Free-Vibration Modal Analysis of a Crankshaft of4-CylinderDiesel EngineZHOU Hai-chao,ZUO Yan-yan，BAO Lin-xiao(Institute of Noise and Vibration,Jiangsu University,Zhenjiang Jiangsu212013,China)Abstract:The3D model of a crankshaft of four-cylinder diesel engine is established with CATIA software.Then a free-vibration modal analysis of the crankshaft is carried out with ANSYS code,and the inherent frequencies and the vibration modes of the first8orders are obtained.The free-vibration modes of the crankshaft are verified by testing.Mutual comparison shows that the results of FEA estimation are in good agreement with those of testing.Thus,the result of FEA is creditable.This work can be considered as a preliminary work of forced vibration analysis and structure optimization for crankshafts.Keywords:vibration and wave;Diesel engine;crankshaft;finite element method;modal analysis曲轴是内燃机的主要零件之一，曲轴的破坏事故可能引起内燃机其它零件的严重损坏。

基于EXCITE—Designer的车用汽油机曲轴扭转振动分析和不同减振器性能对比

基于EXCITE—Designer的车用汽油机曲轴扭转振动分析和不同减振器性能对比
Ｅ ＣＴ Ｘ ＩＥ—ｄ ｓ ｎ ｒ Ａ Ｌ公 司 开 发 的 汽 车 、 ｅｉ ｅ 是 Ｖ ｇ 发
具 有易 使用 的友 好 界 面 、 块 化 及 灵 活 的后 处 理 功 模 能 ， 完成 的计算 任 务 包 括 ： 能 曲轴 扭 振 计 算 、 曲轴 强 度 计算 、 体 动 力 轴 承 计 算 ， 此 进 行 曲轴 优 化 设 液 据 计 。计 算功 能 与过程 如 图 １ 示 。 所
宋 武 Байду номын сангаас
（ 北汽 车工 学 院 汽 车 工程 系 ， 湖 湖北 十 堰
４２０ ） ４ ０ ２
摘 要 ： 用 Ａ Ｌ公 司的 Ｅ ＣＴ 利 Ｖ Ｘ ＩＥ—ｄｓ ｎ ｒ 件 ， ｅｉ ｅ 软 ｇ 建立 四 缸发 动 机 的 曲轴 扭振 模 型 ， 比 对 了曲轴 安装 减振 器前 后扭 振特 性 的 变化 。计算 结 果表 明减 振 器 能 明显 改 善 曲轴 扭 振特 性 ， 并
Ａｎａ ｙ ｉ ｆＴｏ ｓｏ ｂｒ ｔｏ ｆ Ｃｒ ｎ ｈ ｆ ｎｄ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ Ｃｏ ｐ ｒ ｓ ｎ ｔ ｌ ｓｓ ｏ ｒ ｉ ｎ Ｖｉ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｋｓ ａ ｔａ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｍ ａ ｉｏ ｗｉｈ Ｄｉ ｅ ｅ ｍ ｐｅ ｓ ｏ ｆ ｒ ｎｔＤａ ｒ ｎ ＥＸＣＩ ＴＥ — ｄ ｓｇ ｒ Ｓ ｆｗａ ｅ — ｅ ｉ ｎｅ ｏ ｔ ｒ
承负荷 Ｉ 曲柄负荷ｆ静态扭矩 Ｉ 质量数据 Ｉ ｆ Ｉ ｆ ｌ 质量数据
扭振计算
液体 动力轴 承计 算
——厂
曲轴强度 计算
曲轴 优化设计
图 １ Ｅ ＣＴ Ｘ ＩＥ—ｄｓ ｎ ｒ ｅｉ ｅ 的计算功 能与过程 ｇ
动机 系列模 拟 软件 的一 个 模 块 ， 于 往 复 活 塞 式 内 用 燃机 曲柄 连杆 机构 的模 拟 计 算 ， 可 以用 于 初 期 开 既

汽车发动机曲轴扭振减振器设计

汽车发动机曲轴扭振减振器设计

汽车发动机曲轴扭振减振器设计1前言1.1课题研究背景及意义传动系扭转振动是汽车的主要振动形式之一, 会直接影响到汽车零部件的使用寿命和汽车的乘坐舒适性。

一些汽车新技术的应用(如轻量化、柴油发动机在轿车上的推广和低转速大扭矩发动机的应用等)使得限制扭振减振变得愈发困难。

传统的汽车扭振减振措施是在离合器从动盘上安装扭振减振器，简称CTD。

由于离合器从动盘受其空间尺寸的限制，弹性元件刚度大、减振器相对转角小、设计尺寸小,从而使得CTD振动传递率较大, 隔振效果很差，尤其是在低速区几乎没有明显的隔振作用。

由于自身的不足, CTD很难满足人们日渐提高的乘坐舒适性的要求, 最典型的取而代之的扭振减振器是双质量飞轮式扭振减振器(简称DMF)。

所说的DMF,就是将发动机飞轮分成两部分, 并在中间用扭转减振器连接。

这样, 扭转减振器弹性元件和阻尼元件便可以布置在较大的空间内, 因此减振器相对转角较大, 可以将刚度设计得很小,发动机传递到变速箱上的扭振波动便被有效的隔离了。

1.2扭振减振器在国内外的发展现状DMF扭转减振器诞生于上世纪八十年代中期, 因为其克服了CTD 扭转减振器的不足之处, 因此有效地降低传动系的扭转振动, 使汽车的减振降噪技术有了一个质的飞跃。

1984年,日本一家汽车公司在一款涡轮增压柴油机汽车上首次安装了DMF。

该公司装备的双质量飞轮扭振减振器基本沿用离合器从动盘式扭转减振器的形式,但是它的采用成为双质量飞轮式扭振减振器发展史上的起点。

第二年底,德国宝马公司将DMF装备在宝马324D上, 该车当时被誉为世界上最安静的柴油车。

随后,宝马公司推出的系列车型上相继采用DMF并获得用户的广泛认可。

一直到上世纪90年代,国外DMF研制的产品已基本趋于成熟,在期间有大量的专利产品和专业研究论文出现, DMF的产量也急剧增长。

在我国国内也颇为重视对DMF减振器的研究, 早在十年之前,一些高校、汽车公司以及科研单位就开始在DMF领域进行探索和研究,这为DMF国产化奠定了理论基础。

直列4缸汽油机曲轴结构优化设计与工程分析

直列4缸汽油机曲轴结构优化设计与工程分析

直列4缸汽油机曲轴结构优化设计与工程分析李国华;潘圣临;任伟伟;闫立凯;徐敬彬【摘要】本文以东安汽发某款汽油发动机曲轴结构优化为实例,在保证曲轴重量和平衡率不变的前提下,通过对曲轴平衡重布置方案及结构的优化,实现了降低了曲轴工作载荷,优化了曲轴载荷分布的效果.同时也分析了在相同平衡率的情况下,四平衡重和八平衡重两种平衡重布置方案对轴承油膜厚度、载荷的对比.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】3页(P46-48)【关键词】汽油发动机;平衡重布置;曲轴载荷;轴承载荷【作者】李国华;潘圣临;任伟伟;闫立凯;徐敬彬【作者单位】哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心,黑龙江哈尔滨150060;哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心,黑龙江哈尔滨 150060;哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心,黑龙江哈尔滨 150060;哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心,黑龙江哈尔滨 150060;哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心,黑龙江哈尔滨 150060【正文语种】中文【中图分类】U464.17110.16638/ki.1671-7988.2016.09.018CLC NO.: U464.171 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)09-46-03曲轴是发动机的最重要的零部件之一，其自身的强度和刚度对发动机的可靠性有着决定性的影响，而曲轴的平衡性能也会对曲轴自身及发动机主轴承的工作条件产生影响，因此曲轴的优化设计对提高发动机可靠性和耐久性，甚至整机的振动、油耗都具有重要意义。

直列四缸内燃机曲轴通常采用曲拐夹角为180°的对称平面曲轴结构，其本身已动平衡，但要承受较大的内弯矩[1]。

为使曲轴达到内平衡需要布置平衡重，合理的布置平衡重可以有效减少曲轴受力、主轴承负荷及内力矩，四缸机平衡重布置通常可按分段平衡法布置四块平衡重，或按完全平衡法布置八块平衡块。

四缸柴油机减振分析及平衡机构设计

四缸柴油机减振分析及平衡机构设计

齿轮传动方式，就不可避免的会有机械损失的增
加。如图 9 所示为四缸柴油机在倒拖的方式下，所
测出的在安装平衡机构前后的机械损失。带平衡机
构的柴油机机械损失比不带平衡机构的增加 3%
~8%，在可接受值的范围内，符合要求。在转速在
800~1 600 r/min 之间，安装平衡机构后机械损失增
量小于平均机械损失增量，说明在低转速时机械损
或接触过腐蚀性介质，或在防锈操作过程中没戴干 净手套，致使贮运中的零部件备件生锈。
平衡轴所产生的不平衡力和力矩为： （3）
图 1 往复惯性力平衡轴
（4）
根据平衡原理，以二倍于曲轴转速旋转的双平 衡轴在垂直方向的合力 FB 与 （1） 式的二阶往复惯 性力 Fj 之和为零：
即： （5）
式中，Z1、Z2 和 Y1、Y2 分别为平衡轴的位置 坐标；下标 1，2 分别表示平衡轴与曲轴旋转方向 相同和相反。
（1） （2） 其中，下标 j 表示惯性力，Mj 为各气缸往复 运动质量，R 为曲柄半径，α 为曲轴旋转角速度， λ 为曲柄半径与连杆长度之比。
来稿日期：2009- 03- 11 作者简介：张娜（1984－），女，在读硕士，主要研究方向为汽车发动机。
- 18 - （354）
由于四阶或更高阶的不平衡力或力矩仅为二阶 的 2.5%，因此只需考虑二阶不平衡激振力，二阶 以上的可以忽略不计[2~3]。 3 平衡机构设计 3.1 平衡机构计算
由于倾覆力矩二阶往复惯性力矩和气体力矩的存在虽然部分区域倾覆力矩起到削减往复惯性力作用以及在四次谐波以上由于其量级较小而忽略不计的往复惯性力及力矩再加上计算中的理想化和各种假设带来的误差等以及内燃机在加工中的许用误差范围使得回转部件存在剩余的不平衡力等等使得在试验结果中只能显示平衡掉一部分整机振动

发动机曲轴减振器匹配设计

发动机曲轴减振器匹配设计
围并制 作 相应 的样 件 进行 扭 振试 验 ，根 据 分析 结 果
０ ． ０ ０ ７ ２
３ ６ ８ ３ ８
和试 验结果确定最优 的 Ｔ Ｖ Ｄ参数 ：频率 为 ３ ４ ０ ± ２ ０ Ｈ Ｚ ， 惯性环 的转 动惯量 ０ ． ０ ０ ６ ｋ ｇ ． ｍ ． ｍ ， 橡 胶的刚度 ２ ４ ０ ０ ０ ～ ３ １ ０ ０ ０ Ｎ ． ｍ ／ ｒ ａ ｄ ， 阻尼系数 １ ＿ ３ ；
般 ，通过曲轴前端 的扭振振幅的大小来评价 扭转振动的强烈程度。 在发动机转速范围内， 所有谐
一
ｄ ） 总结 ： 通过 Ｃ Ａ Ｅ工 程 师 、 设计工程师 、 试 验 工
次的单 阶扭转角度应低于一定值 ，且 总扭角也要低 于一定值 ， 各企业 ， 车型都有不 同的要求和标准 。在 这里 ， 只需比较扭振幅值及发生扭振的转速 。 从分析 结果可得知 ， 低频率的减振器对于低阶扭振有好处 ，
表 ２ 减 振 器 的 参 数
２ ３ ４
５
ＴＶＤ ３ ２ ０ Ｈｚ ＴＶＤ ３ ４ ５ Ｈｚ ＴＶＤ ３ ６ １ Ｈｚ
ＴＶＤ ３ ７ ６ Ｈｚ
Ｔ Ｖ Ｄ频率（ Ｈ ｚ ） 环惯量（ ｋ ｇ ． ｍ． ｍ ） 刚度（ Ｎ ． ｍ／ ｒ ａ ｄ ）
２ ８ ０
需重新匹配减振器 。Ｅ Ｘ Ｃ Ｉ Ｔ Ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｒ 能快速有效地 对轴系进行建模 分析 。本文运用 Ａ Ｖ Ｌ Ｅ Ｘ Ｃ Ｉ Ｔ Ｅ ｄ ｅ — ｓ ｉ ｎｅ ｇ ｒ 软件对某发动机轴系进行扭振分析 ， 分别对不 同的曲轴减振皮带轮参数进行计算 ，然后通过分析 结果 曲轴扭转角度 、振 幅等指标来评价减振器的效 果 ，最后选择出一组较佳的 曲轴减振器进行减振皮

四缸柴油机减振分析及平衡机构设计

柴油机设计 与制 造
Ｄ ｓ ｎ＆Ｍａｕａｔｒｏ ｉ ｅＥ ｇ ｅ ｅｉ ｇ ｎｆ ｕｅ ｆ ｅ ｌ ｎｉ ｃ Ｄ ｓ ｎ
ｄ ｉ１．９９ ．ｓ ． ７ — ６ ４２ １． ． ５ ｏ ０ ６ ６ｉ ｎ１ １ ０ １． ００ ０ ： ３ ｓ ６ ０ ３０
２ １ 第 ３期 第 １ （ 第 １２期 ） ０ ０年 ６卷 总 ３
四缸柴油机减振分析及平衡 机构设计
张 娜 。曾 帅 ，徐 兆坤 （ 海工程技 术大 学汽车 工程 学院 ， 海 ２ １２ ） 上 上 ０６０ 摘要 对 某直列 四缸 柴油机 振动 平衡 分析 ，得 出不平衡 的二 阶往 复惯性 力及 其 力矩是 其 主要
振动 激励 源之 一。原机 型 中没有 平衡机 构 ，受到 空间 的限制 ，所 设计 的双平衡 轴机 构 ，只是 平衡 二 阶往 复惯 性 力。通过振 动 测量 对 比试 验 ，表 明所设 计 的双 平衡 轴机 构 能达到 显著 地 降低 发 动机
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｎ ａ ａｙｉ ｏ ａａ ｃ ｎ ｉｒ ｔ ｎｏ ｏ ｌ ｅｆｕ － ｙｉｄ ｒｄｅｅ ｎ ｉｅｓ ｏ ａ ｓｒ ｃ： ｎ ｌｓｓ ｆｂ ｌｎ ｅａ ｄ ｖｂ ａｉ ｆ ｍｅｉ ｉ ｒ ｃｌ ｅ ｉｓ ｌ ｇｎ ｈ ｗｓ ｈ ｔ ｏ ｓ ｎｎ ｏ ｎ ｅ ｔ
ＳＯｕｒ ｃｅ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｄｅ ｅ ｎ ｉｅ ｓ ｃ ｎ ａ ｙｍ ｏ ｅ ｙｗｏ ｄ ： ｉｓ ｌ ｇｎ ， ｅ ｏ ｄ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｓｍ ｕａ ｉｎａ ａｙ ｉ， ｉｒｔ ｎ ｉｔ ｎ ｉ ｅ ｎ ， ｉ ｌｔ ｎ ｌｓｓ ｖｂ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｏ ｎ ｙ
ｔ ｅ ｓ ｃ ｎ － ｒ ｅ ｎ ａ ａ ｃ ｄ ｒ ｃｐ ｏ ａｉ ｇ ｉ ｅ ｔａｆ ｒ ｅａ ｄ ｔ ｒ ｅ ａｅ ｏ ｅ ｏ ｅ ｍａ ｎ ｖｂ ａｉ ｎ ｅ ｃｔ ｔ ｎ ｈ ｅ ｏ ｄ ｏ ｄ ｒｕ ｂ ｌｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｃ ｔｎ ｎ ｒｉ ｏ ｃ ｎ ｏ ｑｕ ｒ ｎ ｆｔ ｉ ｉ ｒ ｔｏ ｘ ｉ ｉ ｈ ａｏ ｓ ｕ ｃ ｓ ｉ ｃ ｈ ａ ｅｅ ｇｎｅｈａ ｏ ｂ ｌｎ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｉ ｐ ｃ ｉ ｔｔｏ ，ａｄｏ ｂｌ－ｓ ａｔ ｏ ｒ ｅ ．Ｓ ｎ ｅｔ ｅ ｂ ｓ ｎ ｉ ｓｎ ａ ａ ｃ ｎ ｃ ａ ｉｍ ｎ ｈ ｒ ｓａ ｓ ａ ｅｌｍｉａｉ ｎ ｕ ｅ ｈ ｆ ｂ ｌｎ ｅ ｓ ａ ａ ｃ ｒ ｉ ｄｅ ｉｎｅ ａ ｉ ａ ｏ ｌ ｂ ｌｎ ｅ ｈ ｓ ｃ ｎｄ ｏ ｄ ｒ ｒ ｃｐ ｏ ａｉ ｇ ｎ ｒｉ ｏ ｃ ．Ｖｉ ａｉ ｎ ｓｇ ｄ ｎｄ ｔ ｎ ｎ ｙ ａａ ｃ ｔ ｅ ｅ ｏ － ｒ ｅ ｅ ｉ ｒ ｃ ｔｎ ｉ ｅ ｔ ｆ ｒ ｅ ｃ ａ ｂｒｔｏ ｃ ｍｐａ ｉｏ ｅ ｔｓ ｏ ｈ ｔｔ ｏ ｂｌ－ ｈａｔｂ ｌ ｎ ｅ ａ ｃ ｉ ｖ ｈ ｆｅ ｔｏ ｗｅ ｉ ｇ ｓｇ ｉ ｃ ｔ ｎ ｉ ｅ ｏ ｒｓ ｎ ｔ ｓ ｈ ｗｓｔ ａ ｈｅｄ ｕ ｅ ｓ ｆ ａ ａ ｃ ｒｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｅ ｅｆｃ ｆｌ ｒｎ ｉ ｆ ａ ｌ ｅ ｇｎ ｏ ｎ ｉ ｎ ｙ ｖｂｒ ｔ ｎ ｉｔ ｎ ｉ ，ｃ ｎ ｒ ｎ ｈ ｅ ｏ －ｏ ｄ ｒ ｒ ｃｐ ｏ ａｉ ｇ ｉ ｅ ｉ ｏ ｃ ｓ ｔ ｉ ｉ ｒ ｔ ｎ ｅ ｃｔｔｏ ｉ ａｉ ｎ ｅ ｓｔ ｏ ｙ ｏ ｆ ｍｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｃ ｎｄ ｒ ｅ ｅ ｉ ｒ ｃ ｔｎ ｎ ｒ ａ ｆｒ ｅ ｉ ｈｅ ｍａｎ ｖ ｂ ａ ｉ ｘ ｉ ｉｎ ｉ ｔ ｏ ａ

四缸柴油机减振分析及改进措施

四缸柴油机减振分析及改进措施
周晓丹;李青滨
【期刊名称】《专用汽车》
【年(卷),期】2006(000)009
【摘要】为了减少发动机自身及其造成的振动,对4112型四缸柴油机振动大的问题进行了分析,设计了双平衡轴机构,然后对其减振效果进行了测试.
【总页数】2页(P45-46)
【作者】周晓丹;李青滨
【作者单位】空军驻湖北地区军事代表室,湖北武汉,430050;汉阳特种汽车制造厂,湖北武汉,430050
【正文语种】中文
【中图分类】U461.5
【相关文献】
1.某柴油机房楼板振动分析及减振加固 [J], 冯超;邵永健
2.四缸柴油机减振分析及平衡机构设计 [J], 张娜;曾帅;徐兆坤
3.CA4110/125ZL柴油机振动机理分析及减振对策(下) [J], 张礼林;樊嘉天;杜艳明
4.采用双平衡轴对四缸柴油机的减振研究 [J], 陈丹;李佑长;胡作武
5.柴油机有限元模态分析及其减振优化研究 [J], 林枝强;卢祥林;陈振雷
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用两种软件对比分析四缸发动机振源


ｃ ｄ ｓ Ｆ ｒｔｙ，ｈ ｉ ｉ ｒ ｔｏ ｘ ｉａｉ ｎ ｓ ｕ ｃ ｓ ｏ ｈ ｓｅ ｇｎｅ，ｔ ｅ ｓ ｃ ｎ ｒ ｅ ｅ ｉ ｒ ｃ ｔｎ ｎ ｒｉ ｏ ｅ ． ｉｓｌ ｔ ｅ ｍａ ｎ ｖｂ ａｉｎ ｅ ｃｔｔｏ ｏ ｒ ｅ ｆｔ ｉ ｎ ｉ ｈ ｅ ｏ ｄ ｏ ｄ ｒｒ ｃｐ ｏ ａｉ ｇ ｉｅ ｔａ ｆｒ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｅ ｔ ｒ ｉ ｇ ｍｏ ｎ ，ａ ｅ ｇ ｉ ｅ ｈ ｏ ｈ ｔ ｏ ｅ ｉａ ｎａｙ ｉ．Ｔｈｅｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓｏ ｘ ｉ ｏ ｃ ｎ ｈ ｖ ｒｕ ｎ ｎ ｍｅ ｔ ｒ ａｎ ｄ ｔ ｒ ｕｇ ｈｅ ｒ ｔｃ ｌａ ｌ ｓｓ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｆｔ ｅ ｃ— ｃ ｈｅ ｔｔｏ ｏ ｒ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｉ ｎ ｅ ｅ ｙ ｄ ｍａ ｎ ｕｓｎ ａ ｉｎ ｓ ｕ ｃ ｓａ ｅ ｉ ｖ ｓｉ ａｅ ｎ ｂｏｈ ｔ ｍｅ ｄ ｍａ ｎ ａ ｄ ｆ ｑｕ ｎｃ ｏ ｉ ｉ ｇ ＭＡＴＬ ｒ ＡＢ ｏ ｅ Ａｆｅ — ｃｄ ． ｔｒ ｗａ ｄ ｒ ｓ，ｔ ｅ ｆｎ ｔ ｌ ｍｅ ｔｍｏ ｅ ｆｔ ｅ ｅ ｇｎ ｓ ｂ ｉ ｎｄ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｉ ａ ｉｎ ｉ ｅ ｆｒ ｄ ｕ ｉｇ ＡＤ・ ｈ ｉｅ ｅｅ ｎ ｄ ｌｏ ｈ ｎ ｉ ｅ ｉ ｕ ｌ ａ ｈ ｙ ａ ｃ ｓｍｕｌｔｏ ｓｐ ｒｏ ｍｅ ｓｎ ｉ ｔ ＡＭＳ ｃ ｄ ．Ｔｈ ｎ，ｉ ｈ ｏ ｔｐ ｏ ｅ ｓｎ ｏ ｅ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｓ — ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ，ｕ ｉ ｇ ｔ ａ ｕ ｅ ｉｎ ｌ ｎ ｔ ｅ ｐｒｐｅ ｌ ｅｅ ｔ ｄ ｐ ｓｔｏ ｓ ｓｎ ｈｅ ｍｅ ｓ ｒ ｄ ｓｇ ａ ｓｉ ｈ ｏ ｒｙ ｓ ｌｃｅ ｏ ｉｉ ｎ ， ｔｐｅ ｆｔ ｉ ｉ ｒ ｔｏ ｘ ｉａｉ ｎ ｓ ｕ ｃ ｓａ ｄ ｔ ｅｒ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｉ ｎ ｅ ｕ ｎ ｙ ｙ ｓ ｏ ｈｅ ｍａ ｎ ｖ ｂ ａｉｎ ｅ ｃ ｔｔｏ ｏ ｒ ｅ ｎ ｈ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｎ ｂｏｈ ｔ ｍｅ ｄ ｍａ ｎ ａ ｄ ｆ ｑ ｅ ｃ ｒ

柴油机扭振分析及减振器匹配研究_第五章轴系强迫振动计算_38_45(精)

吉林大学硕士研究生学位论文第五章轴系强迫振动计算5.1激振力矩所作的功计算柴油机是按照一定的发火顺序工作的，在曲轴轴系上作用着一组变化规律相同，彼此相差一个固定间隔角的激振力矩的作用。

当激振力矩的频率与轴系的固有频率相近时，激振力矩就对轴系作功，产生扭振；当两者频率相同时，激振力矩对轴系所做的功达到最大值，产生共振。

由于平均扭矩不产生扭振，所以第ν次激振力矩为Mν：Mν=π4RD2Cνsin(νωt+ψν) （5-1）激振力矩Tν对轴系产生的角位移ϕν为：ϕν=Aνsinνωt （5-2）式中：Aν为第ν次激振力矩产生的角位移的最大值，简称振幅。

由第ν次的激振力矩在柴油机一次发火间隔内所作的功WTν为：2πWTν=∫ωMνdϕν 02π =∫ωMν0dϕνdt dt2π0=π4RDCνAνcosψν∫sin(νωt)cos(νωt)d(ωt) 2 +π4RDCνAνsinψν∫cos2(νωt)d(ωt) 022π由于∫∫2π02πsin(νωt)cos(νωt)d(ωt)=0 cos2(νωt)d(ωt)=π 0所以WTν=π4RD2CνAνπsinψν（5-3）（5-4）即WTν=MνAνπsinψν31论文题目：柴油机扭振分析及减振器匹配研究第ν次的激振力矩Mν为：Mν=π4D2RCν （5-5）所以，当共振时，第ν次的激振力矩Mν与振幅Aν之间的相位差ψν=90o=π2，sinπ2 =1，则共振时激振力矩功WTν为：WTν=MνAνπ （5-6）Z个气缸的柴油机已某一种振动形式进行振动时，各质量振动位移的初相位是相同的，而每一缸的激振力矩由于发火顺序不同，有不同的初相位，使各缸具有不同的振动相位差。

一次发火间隔内由第ν次的激振力矩所作的功WT为： ZWT=π∑MνKAKsinψKK=1 （5-7）式中：ψK 为第k质量的激振力矩与位移振幅之间的相位差；MνK为第k质量的第ν次的激振力矩； AK 为第k质量的位移振幅。

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曲轴减振器是曲轴减振的重要零件,合理的匹配曲轴减振器可以改善曲轴的扭转共振转速、振型、振幅、扭振应力等,从而可避免因曲轴扭转共振而引起的振动噪声、曲轴断裂等故障。本文以对比某四缸发动机曲轴分别装橡胶减振器及硅油减振器为研究对象,通过建立当量扭振模型、进行扭振计算,说明对于存在不平衡二阶往复惯性力的四缸机,硅油减振器比橡胶减振器更能降低曲轴扭振的主要谐次
量的转动惯量,可通过Unigraphics软件利用三维模
型分析求出。
2.3自由振动分析
本文采用轴系扭振计算的经典方法Holzer法,其基本思想是轴系无阻尼自由振动时各集中质量的
惯性力矩和应为零,即:
∑L吼一O(1
由于轴系做简谐自由振动,
有仇一P2敏(2
故∑J女P2‰一o(3
计算时,先给出频率的试算初始值,通过逐步迭代搜索找出满足式(3的固有频率和相应振型。
4O.48401.0359390.2910020.301461Z.107198O.0684030.144139
50.48401.035939O.146864O.152142Z.259339O.068403O.154546
6O.48391.035725—0.007682一O.0079562.251383O.046043O.103660
Abstract:The silicone oil damper is better than the rubber damper at torsional vibration damping. Through the comparative analysis and test of the performances of a four。cylinder engine with a silicone oil damper and with a rubber damper,it was found that the main resonant torsional vibration amplitute,the maximum tensi。nal stress of the crankshaft,and the noise from the front end of the engine are more10wer as the enginewas“tted with a silicone oil damper,therefore the crankshaft runs more stably and the engine works more reliablv.
的振幅及最大扭振应力,同时也能降低发动机前端的噪声,最后进行扭振试验来验证计算分析的准确性及噪声对比测试。
2扭转振动分析
2.1扭振系统的三维模型
图1扭振系统的三维模型
收稿日期:2005・04—14
作者简介:刘志勇(1969一。男,讲师。主要研究方向为动力工程的振动及噪声控镧技术。E-瑚n:daixl@21cn.∞m。
Key Words:I.C.Engine;Rubber Damper;silicone0il Damper;Torsional
Vibration of Crankshaft:Noise
中图分类号:TK402文献标识码:A
多缸柴油机的曲轴在周期性的扭矩激励下,产生扭转振动,严重的曲轴扭转振动会引起曲轴断裂、破坏各缸工作的相位关系、恶化内燃机工作状况和平衡性能等,导致内燃机功率下降及振动噪声加剧。
1概述
摘要:由于硅油减振器比橡胶减振器具有较好的降低曲轴扭振的性能,通过试验对比分析某四缸发动机曲轴装橡胶减振器及硅油减振器的性能指标,采用硅油减振器后明显降低曲轴扭振的主要谐次的振幅、最大扭振应力及发动机前端的噪声,使曲轴运转更平稳、发动机工作更可靠。
关键词:内燃机;橡胶减振器;硅油减振器;曲轴扭转振动;噪声
79.475320.28064—0.111342—2.258092一O.006708—,0P=228(Ho
2.3.1自由振动频率计算
对上述装硅油减振器和装橡胶减振器的两种当量模型根据HoIzer法进行自由振动频率计算,结果
分别如表1及表2所示。
表1装硅油减振器计算结果
\\质量号(1(2(3(4(5(6(7 -\
工I厶P2×106以“P2舢×106Mj.^+1=∑^P2毗×106E.^+l×10—6M^.^+1及.^+1 \
10.608861.3031851.O000001.3031851.303185O.347915O.453398
20.06236O.1334730.5466020.0729571.376142O.09598O.132082
30.48421.0363670.4145200.4295951.8057370.0684030.123518
第26卷第3期2005年6月
内燃机工程
Chinese Internal Combustion Engine Engineering
V01.26No.3
Jun.2005
文章编号:1000—0925(200503一064一04
四缸发动机曲轴减振器匹配的对比研究
刘志勇1,戴湘利2.牟宁斌2
(1.桂林航天工业高等专科学校,桂林541004;2.广西玉柴机器股份有限公司技术中心
2005年第3期内燃机工程・65・
2.2当量扭振模型的建立
当量扭振模型的建立,是把复杂的曲轴和传动
机构换算成扭转特性相同的简化的当量系统。
减
振
器
惯
性
块
13It Is Is I?
Iq It1213It151811图2四缸发动机曲轴当量系统模型
(a装硅油减振器(b装橡胶减振器
(a
(b
图2中,B.t+,为第是至忌+1曲轴段的柔度,可通过MSC有限元程序分析求出;Comparion of Matching Crankshaft Torsional Damper to Four-Cylinder Engines
LIU zhi—yon矿,DAI xiang-li2,MOU Ning-bin2
(1.Gu订in College of Aerospace Industry,Guilin541004,China;2.Guangxi Yuchai Machinery Co.Ltd.