發(fā)動機(jī)曲軸減振器匹配設(shè)計(jì)

發(fā)動機(jī)曲軸減振器匹配設(shè)計(jì)

《南方農(nóng)機(jī)雜志》2023年第四期

1曲軸扭振分析

1.1計(jì)算模型依據(jù)發(fā)動機(jī)的構(gòu)造，可以在EXCITEdesigner里敏捷的建模。亦可以建立自已的模板，在相像機(jī)型計(jì)算時(shí)，可直接在模板上進(jìn)展更改，到達(dá)提高效率的目的。

1.2發(fā)動機(jī)根本參數(shù)用Designer進(jìn)展軸系計(jì)算時(shí)，首先要知道發(fā)動機(jī)的一些根本參數(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(gè)原件進(jìn)展賦值。除了填入飛輪，減振器的慣量、剛度外，還要對曲軸進(jìn)展分割，填入軸頸直徑和長度，曲柄臂和平衡重的質(zhì)量和慣量等。這些可以便利的在三維軟件里完成。單拐扭轉(zhuǎn)剛度是一個(gè)很重要的參數(shù)，這里運(yùn)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(jī)缸內(nèi)壓力曲線缸內(nèi)壓力曲線要求掩蓋發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍外特性，并包含額定工況點(diǎn)，最大扭矩點(diǎn)和扭振轉(zhuǎn)速點(diǎn)。曲線可以通過發(fā)動機(jī)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(jì)算時(shí)在ShaftModeler里修改相關(guān)的參數(shù)即可。

2CAE分析結(jié)果

一般，通過曲軸前端的扭振振幅的大小來評價(jià)扭轉(zhuǎn)振動的劇烈程度。在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，全部諧次的單階扭轉(zhuǎn)角度應(yīng)低于肯定值，且總扭角也要低于肯定值，各企業(yè)，車型都有不同的要求和標(biāo)準(zhǔn)。在這里，只需比擬扭振幅值及發(fā)生扭振的轉(zhuǎn)速。從分析結(jié)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，且依據(jù)設(shè)計(jì)要求單價(jià)要小于0.1°，故此款發(fā)動機(jī)TVD的頻率范圍為320~360Hz較適宜。另外，對于頻率為360HZ不同的環(huán)慣量，也進(jìn)展了比照，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(yàn)

3.1試驗(yàn)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(zhuǎn)減振器樣件制作；b）在發(fā)動機(jī)曲軸的前端分別安裝不同固有頻率的TVD時(shí)，測量曲軸前端的扭轉(zhuǎn)振動，測試評價(jià)分別安裝不同頻率TVD樣件的減振效果，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果是否與CAE分析結(jié)果全都、是否滿意設(shè)計(jì)要求，確定最優(yōu)的固有頻率范圍；

3.2試驗(yàn)樣件a）本文運(yùn)用CAE方法能快速、有效地對軸系進(jìn)展分析，為減振器設(shè)計(jì)供應(yīng)計(jì)算依據(jù);b)依據(jù)軸系扭振分析結(jié)果，確定TVD的頻率范圍并制作相應(yīng)的樣件進(jìn)展扭振試驗(yàn)，依據(jù)分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果確定最優(yōu)的TVD參數(shù)：頻率為340±20HZ，慣性環(huán)的轉(zhuǎn)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(shí)施狀況：目前此TVD已通過DVPV耐久驗(yàn)證，2023年初批量切換并投放市場，且售后反響良好；d)總結(jié)：通過CAE工程師、設(shè)