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分析扭转汽车发动机曲轴系统扭转振动和减振器匹配中专

收藏本文 2024-04-01 点赞:23031 浏览:98707 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在发动机工作历程中,曲轴的弹性和作用于轴系的周期性扭矩使发动机时刻有着着扭转振动。扭振会使轴系承受交变应力,随着疲劳的积累,将造成曲轴的突然断裂;扭振的固有频率较低,容易引起共振,轻则引起较大的噪声,加剧其他零件的磨损,重则甚至会出现曲轴断裂等恶性机损事故。在曲轴上加装扭转减振器是制约曲轴扭振的主要措施,由此,对发动机曲轴扭转振动进行浅析,采取合理有效的策略设计匹配曲轴扭转减振器具有重要的作用。本论文以发动机曲轴系统为探讨对象,建立了发动机曲轴系统扭转振动的集总参数模型,详细讨论了集总参数模型中各个参数的确定策略,浅析了激励力矩形成的机理;计算浅析了曲轴系统的固有频率、气缸压力的作用下曲轴前端的扭转振动。文中针对扭转减振器的匹配,建立了含扭转减振器曲轴系统的集总参数模型,讨论了减振器设计参数对轴系扭转振动的影响;利用曲轴系统的单自由度等效模型,对扭转减振器的参数进行优化设计。计算结果表明,该扭转减振器对曲轴扭振的制约效果较好。以某四缸汽油发动机为测试对象,开展了匹配不同扭转减振器轴系扭振特性的实验测试;比较了曲轴扭振固有频率和曲轴前端不带减振器时扭振角位移的实验值与计算值,验证了曲轴建模策略和模型参数确定策略的可行性。比较了曲轴匹配不同减振器时曲轴前端的扭转角位移,浅析了几种不同扭转减振器的减振效果,确定扭转减振器固有频率的合理范围。单级橡胶阻尼式扭转减振器橡胶元件的阻尼值偏小,达不到所设计的最优值,目前一些轿车发动机上采取了多级的橡胶阻尼式减振器。文中建立了多级橡胶阻尼式扭转减振器的简化模型,探讨了多级橡胶减振器的设计论述与策略,给出了曲轴扭转振动响应的计算公式;浅析了多级橡胶扭转减振器的减振效果。结果表明,尽管各级减振器的阻尼仍由橡胶材料提供,但多级扭转减振器能够更好地制约曲轴的扭转振动。关键词:曲轴系统论文扭转振动论文集总参数模型论文扭转减振器论文实验测试论文

    摘要5-6

    Abstract6-8

    目录8-11

    第一章 绪论11-20

    1.1 探讨背景和作用11-12

    1.2 国内外探讨近况12-19

    1.2.1 发动机轴系扭振浅析的探讨近况12-17

    1.2.2 扭转减振器匹配的探讨近况17-19

    1.3 主要工作内容19-20

    第二章 发动机轴系扭转振动的建模和计算浅析20-40

    2.1 引言20

    2.2 轴系扭转振动的建模20-23

    2.3 模型参数的确定23-30

    2.3.1 转动惯量23-26

    2.3.2 扭转刚度26-28

    2.3.3 阻尼28-30

    2.4 轴系激励力矩形成的机理30-36

    2.4.1 运动学浅析30-31

    2.4.2 质量换算31-33

    2.4.3 激励力矩浅析33-36

    2.5 轴系扭转振动的计算浅析36-39

    2.5.1 固有频率和振型37-38

    2.5.2 强迫振动的计算38-39

    2.6 本章小结39-40

    第三章 发动机轴系扭转振动的制约40-51

    3.1 引言40-41

    3.2 减振器参数对轴系扭振的影响41-45

    3.2.1 减振器惯性质量对轴系扭振的影响42-43

    3.2.2 减振器扭转刚度对轴系扭振的影响43-45

    3.3 扭转减振器的匹配45-50

    3.3.1 曲轴系统单自由度等效模型45-47

    3.3.2 扭转减振器的优化设计47-50

    3.4 本章小结50-51

    第四章 曲轴系统扭转振动的实测浅析51-65

    4.1 引言51

    4.2 实测内容与策略51-55

    4.2.1 实测对象51-52

    4.2.2 实测策略52-53

    4.2.3 测试仪器和设备53-55

    4.3 实测结果与浅析55-63

    4.3.1 仅安装轮毂时轴系的扭振特性55-58

    4.3.2 几种扭转减振器减振特性的比较58-63

    4.4 本章小结63-65

    第五章 多级扭转减振器的设计策略65-78

    5.1 引言65-66

    5.2 多级扭转减振器的结构66-69

    5.2.1 多级橡胶阻尼式扭转减振器66-68

    5.2.2 多级复合式减振器68-69

    5.3 多级扭转减振器的设计计算策略69-73

    5.4 多级扭转减振器对轴系扭振的制约效果73-77

    5.5 本章小结77-78

    全文总结与展望78-80

    全文总结78-79

    探讨工作展望79-80

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