基于AVL-EXCITE的連桿及其軸承對柴油機(jī)機(jī)體振動的影響研究.pdf

1、柴油機(jī)作為當(dāng)前工業(yè)發(fā)展最重要的動力源裝置，被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、船舶、汽車等領(lǐng)域。但因較大的振動和噪聲，使得其成為工廠、工地、城市道路主要的噪聲源之一。隨著人們對工作環(huán)境要求的日益提高，柴油機(jī)的低噪聲、低振動設(shè)計成為當(dāng)前柴油機(jī)主要的發(fā)展方向。柴油機(jī)的振動與柴油機(jī)各部件的工作狀況有著密切關(guān)系。如今，虛擬樣機(jī)技術(shù)日益成熟，使得柴油機(jī)樣機(jī)在設(shè)計階段即可用仿真技術(shù)研究零部件的設(shè)計參數(shù)對目標(biāo)值的影響，并給設(shè)計者提供重要參考。連桿作為柴油機(jī)的主要零

2、部件之一，其位置特殊，受力復(fù)雜，利用仿真技術(shù)研究連桿對機(jī)體振動的影響可以為低振動、低噪聲的柴油機(jī)設(shè)計和開發(fā)提供重要參數(shù)和依據(jù)。
　　本文以某六缸柴油機(jī)為研究對象，研究了連桿及連桿大頭軸承間隙對機(jī)體振動的影響。運(yùn)用HyperMesh軟件建立了機(jī)體、曲軸、連桿的有限元模型，并對機(jī)體、曲軸的有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析及實驗驗證，確保了模型的準(zhǔn)確性。利用子結(jié)構(gòu)法將有限元模型進(jìn)行模態(tài)縮減，獲得了搭建多體動力學(xué)模型所需要的主節(jié)點的質(zhì)量和剛度矩陣文

3、件，在AVL-EXCITE軟件中建立了連桿—曲軸—機(jī)體的多體動力學(xué)模型。
　　分別建立了剛性連桿和柔性連桿模型，通過柴油機(jī)表面不同位置處選取點的振動加速度來評價二者對機(jī)體表面振動的影響。結(jié)果表明：相對于剛性連桿來說，柔性連桿上使得機(jī)體上各個分析點的加速度值都有一定的下降，并且在峰值處波動程度明顯下降。于此同時，連桿柔性化處理使得主軸承在活塞運(yùn)動方向受力變小，并且最小油膜厚度在峰值處也會變小。
　　利用柔性連桿模型，取連桿大頭

4、軸承間隙分別為0.05mm、0.07mm和0.09mm，分析了連桿大頭軸承間隙對機(jī)體表面振動及其本身潤滑性能的影響。結(jié)果表明：連桿大頭軸承間隙在允許范圍內(nèi)（0.03mm—0.09mm）改變時，機(jī)體表面振動加速度值變化不大；而對于軸承本身來說，間隙的改變對軸心軌跡、最小油膜厚度、摩擦損失功等都會產(chǎn)生影響。具體表現(xiàn)為：隨著間隙的增加，最小油膜厚度會減小，而摩擦損失功會增加。
　　研究結(jié)果表明，連桿的彈性變形會對機(jī)體表面振動和主軸承受力