4105柴油機曲軸系扭轉振動及減振器匹配研究.pdf

1、隨著人們對汽車舒適性的要求逐漸提高,以及汽車行業(yè)相關法律法規(guī)的日漸嚴格,柴油機的設計正朝著高性能、低油耗、低噪聲的方向不斷發(fā)展。曲軸是柴油機功率輸出的主要部件,曲軸系的扭轉振動對柴油機危害很大,也是柴油機產(chǎn)生振動和噪聲的主要根源。因此,對柴油機減振、降噪、可靠性方面的研究顯得越來越重要。
　　 本文以4105柴油機為研究對象,利用解析法分析了曲軸的自由模態(tài),通過Excite-Designer對柴油機進行數(shù)學建模,建立了基于集中質

2、量一彈簧一阻尼的系統(tǒng)模型,研究了曲軸系的扭轉振動情況,最后為柴油機匹配了減振器。本文展開了以下方面的工作和研究;
　　 根據(jù)4105柴油機的結構特點和簡化原則對曲軸進行了簡化,建立了三維曲軸模型,確定了各部件的慣量和剛度;利用Hypermesh軟件對曲軸進行有限元網(wǎng)格劃分,進行模態(tài)分析,得到了各個模態(tài)的固有頻率、振型以及振動節(jié)點數(shù)量,發(fā)現(xiàn)曲軸振動固有頻率較低時,扭轉振動在曲軸的振動形態(tài)中占主導地位。
　　 通過Excit

3、e-Designer建立了4105柴油機曲軸系模型,分析了柴油機的自由振動和強迫振動。結果表明,4105柴油機在2560、2735和3125r/min附近轉速下發(fā)生扭轉共振,并且有較大的扭轉振幅,需要進行減振。
　　 研究了飛輪慣量對曲軸系的影響,結果表明,隨著飛輪慣量的增加,4105柴油機各諧次波的共振轉速都在逐漸降低。飛輪慣量的增加對抑制滾振有著明顯的作用,但是會使6諧次波的扭轉振幅增大,因此合理選擇飛輪慣量可控制曲軸的扭轉

4、振動以及滾振。
　　 研究了減振器慣性塊慣量對4105柴油機曲軸系振動的影響。結果表明,在柴油機工作范圍內,隨著慣性塊慣量的增加,各諧次波的臨界轉速逐漸減小,3.5、4.5、5.5和6.0諧次波的共振振幅逐漸減小;隨著慣性塊慣量增加,扭轉共振點往較低的轉速轉移,其原因是共振頻率減低使得臨界轉速降低。
　　 根據(jù)曲軸的扭轉振動特性確定了減振器的匹配參數(shù),對其減振性能進行了分析。結果表明,曲軸系中各諧次波都得到明顯下降,最大