發(fā)動機曲軸減振器匹配設計范文

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《南方農(nóng)機雜志》2014年第四期

1曲軸扭振分析

1.1計算模型根據(jù)發(fā)動機的結構，可以在EXCITEdesigner里靈活的建模。亦可以建立自已的模板，在相似機型計算時，可直接在模板上進行更改，達到提高效率的目的。

1.2發(fā)動機基本參數(shù)用Designer進行軸系計算時，首先要知道發(fā)動機的一些基本參數(shù)，這些參數(shù)需要填到cranktrainglobals里。

1.3曲軸模型參數(shù)的定義在ShaftModeler中，對軸系的各個原件進行賦值。除了填入飛輪，減振器的慣量、剛度外，還要對曲軸進行分割，填入軸頸直徑和長度，曲柄臂和平衡重的質量和慣量等。這些可以方便的在三維軟件里完成。單拐扭轉剛度是一個很重要的參數(shù)，這里運用有限元法來求取。通過施加單位扭矩，獲得曲軸銷相對于主軸頸中心的變形角度，從而可得到半拐剛度。

1.4發(fā)動機缸內(nèi)壓力曲線缸內(nèi)壓力曲線要求覆蓋發(fā)動機轉速范圍外特性，并包含額定工況點，最大扭矩點和扭振轉速點。曲線可以通過發(fā)動機一維性能模擬軟件獲得。

1.5不同減振器參數(shù)表2列出了不同減振器的參數(shù)。計算時在ShaftModeler里修改相關的參數(shù)即可。

2CAE分析結果

一般，通過曲軸前端的扭振振幅的大小來評價扭轉振動的強烈程度。在發(fā)動機轉速范圍內(nèi)，所有諧次的單階扭轉角度應低于一定值，且總扭角也要低于一定值，各企業(yè)，車型都有不同的要求和標準。在這里，只需比較扭振幅值及發(fā)生扭振的轉速。從分析結果可得知，低頻率的減振器對于低階扭振有好處，但高階的振幅偏大。因而綜合各階考慮，且根據(jù)設計要求單價要小于0.1°，故此款發(fā)動機TVD的頻率范圍為320~360Hz較合適。另外，對于頻率為360HZ不同的環(huán)慣量，也進行了對比，得出慣量為0.0006的減振器效果最好。綜合兩方面的信息，可以確定減振器最優(yōu)的參數(shù)。

3曲軸扭振試驗

3.1試驗內(nèi)容及目的主要包含以下工作：a）不同固有頻率的曲軸扭轉減振器樣件制作；b）在發(fā)動機曲軸的前端分別安裝不同固有頻率的TVD時，測量曲軸前端的扭轉振動，測試評價分別安裝不同頻率TVD樣件的減振效果，驗證試驗結果是否與CAE分析結果一致、是否滿足設計要求，確定最優(yōu)的固有頻率范圍；

3.2試驗樣件a）本文運用CAE方法能快速、有效地對軸系進行分析，為減振器設計提供計算依據(jù);b)根據(jù)軸系扭振分析結果，確定TVD的頻率范圍并制作相應的樣件進行扭振試驗，根據(jù)分析結果和試驗結果確定最優(yōu)的TVD參數(shù)：頻率為340±20HZ，慣性環(huán)的轉動慣量0.006kg.m.m,橡膠的剛度24000~31000N.m/rad，阻尼系數(shù)1.3；c)實施情況：目前此TVD已通過DV&PV耐久驗證，2012年初批量切換并投放市場，且售后反應良好；d)總結：通過CAE工程師、設計工程師、試驗工程師、供應商協(xié)同設計，完成了一款先進發(fā)動機曲軸減振器匹配設計，為后續(xù)其他機型開發(fā)奠定了良好的開發(fā)基礎。

作者：曾小春駱旭薇石勇歐陽憲林尤德林單位：江鈴汽車股份有限公司發(fā)動機開發(fā)部寧波拓撲有限公司