耦合輪系影響的曲軸動力學振動研究.pdf

1、曲軸是內燃機傳動系統(tǒng)中最重要的部件之一,它的工作狀態(tài)直接關系到整臺內燃機的可靠性。隨著對內燃機性能和環(huán)保要求的不斷提高,前端附件也在不斷增加,負載功率及負載變化的范圍更為廣泛,這些附件都直接從曲軸獲取動力,其旋轉振動作為曲軸的外加激振力矩,使曲軸的工作狀態(tài)更加惡劣。因此,研究前端附件輪系和軸系的耦合效應,基于輪系設計降低軸系扭振,同時有利于輪系的平穩(wěn)運行,對輪系和軸系同步開發(fā)和一體化設計具有重要意義。
　　以某六缸直列增壓中冷天然

2、氣發(fā)動機為研究對象,基于EXCITE-Designer軟件,建立扭振集總參數(shù)模型,對軸系進行自由振動和強迫振動計算。
　　研究耦合輪系對系統(tǒng)模態(tài)和振型的影響,對比單一軸系計算結果表明:耦合輪系后,軸系主導的扭轉固有頻率增大,各諧次共振頻率都出現(xiàn)滯后,有利于發(fā)動機的平穩(wěn)運行;輪系應避免過低的扭振模態(tài),過小的扭轉模態(tài)會引起低諧次輪系共振,會加劇軸系的扭振;耦合輪系后,高諧次的扭振幅值得到了很好的抑制,在輪系設計合理的前提下,軸系的扭振

3、幅值會有大幅度的下降;軸系的扭振應力分布也會發(fā)生改變,需要重點關注低階模態(tài)所在零點位置,均有可能成為最大受力部位。
　　研究輪系負載波動對軸系的影響,設置輪系為正弦載荷波動形式。研究結果表明:對于當量轉動慣量較小的附件輪系,載荷波動對曲軸扭振影響不大,而當量轉動慣量較大的部件通過影響軸系3.0諧次扭振幅值,對軸系產生較大的影響。
　　通過改變附件輪系傳動系統(tǒng)的剛度和阻尼參數(shù),研究各參數(shù)對系統(tǒng)模態(tài)和扭振幅值的影響。結果表明:阻

4、尼參數(shù)對軸系的固有頻率沒有影響,但是會使扭振幅值曲線趨于更加平順。輪系和系統(tǒng)的各階模態(tài)都會隨著剛度的減小而減小,應控制一階模態(tài)不要太低,否則會引起軸系較大的扭振幅值。
　　研究增加附件輪系對系統(tǒng)模態(tài)和扭振的影響規(guī)律。分析發(fā)現(xiàn),附件輪系3在其共振轉速內對軸系扭振幅值幾乎沒有影響,總的扭振幅值呈下降趨勢。由于扭振幅值的減小,動態(tài)扭振應力下降,自由端增加附件輪,使得飛輪端的輸出扭矩一部分轉移到自由端,自由端靜態(tài)扭轉應力增加,飛輪端靜態(tài)扭