柴油機硅油減振器減振機理及匹配仿真技術研究.pdf

1、扭轉振動是柴油機軸系運行時出現(xiàn)的一種振動形式，嚴重的扭轉振動可能造成柴油機不能正常工作，甚至導致柴油機軸系的疲勞破壞。對于在重型運輸和工程機械車輛上使用的重型車載柴油機，由于采用高增壓、高速，機器的單位體積輸出功率得到大幅度地提高，也加劇了軸系的扭轉振動。在柴油機軸系上安裝扭振減振器是減小扭轉振動的重要方式，合理地設計與匹配扭振減振器對降低柴油機軸系扭轉振動的振幅、減少扭轉振動危害、降低振動噪聲和提高車輛舒適性都有著非常重要的意義。

2、r>　　 硅油扭振減振器結構簡單且減振效率高，相對于其他結構形式的減振器有著較大的優(yōu)勢，因此在柴油機軸系扭振減振方面的應用非常廣泛。但是，目前硅油減振器匹配設計計算技術和方法并沒有跟上現(xiàn)代柴油機技術發(fā)展的步伐，仍然沿用20世紀40年代B.I.C.E.R.A（英國內燃機協(xié)會）提出的傳統(tǒng)理論和經(jīng)驗公式，設計匹配的減振器需要反復不斷地通過臺架實驗測試來修正和改進設計才能達到預期的減振效果要求。
　　 現(xiàn)代柴油機的發(fā)展要求在盡量短的時

3、間內設計開發(fā)承載能力足夠高、工作穩(wěn)定可靠的減振器。因此對硅油減振器匹配計算和設計方法進行深入細致的研究，提高匹配設計的準確性和可靠性具有十分重要的意義。本課題以高分子材料流變學、非牛頓流體力學、熱力學、振動力學和柴油機動力學等理論為基礎，在硅油流變特性實驗研究之上，結合硅油減振器實際工作特點，進行減振機理分析和研究，建立基于非牛頓流體的柴油機硅油減振器的動態(tài)平衡匹配計算方法，形成較為準確和可靠的減振器匹配計算和優(yōu)化設計方法。同時，利用現(xiàn)

4、有的三維建模、多體動力學和有限元仿真計算軟件，為工程實際應用提供基于多體動力學的柴油機曲軸系統(tǒng)和硅油減振器的扭轉振動仿真計算的方法，作為產(chǎn)品設計驗證的輔助手段，縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期。論文的主要工作如下:
　　 1)以非牛頓流體力學、流變學、熱力學、振動力學等為理論基礎，借助高級擴展旋轉式流變儀等儀器進行硅油的流變試驗，建立了硅油的力學模型及其非線性本構方程。
　　 2)開展了硅油減振器的阻尼系數(shù)、粘性摩擦阻力矩、減振器的發(fā)

5、熱量和散熱量計算方法的研究。
　　 3)通過分析硅油減振器工作過程中影響其工作性能的溫度、轉速、硅油粘度和振動幅值等參數(shù)的內在聯(lián)系，研究模擬減振器熱平衡建立過程的數(shù)值計算方法，提出了一種接近于減振器實際運行工況的動態(tài)平衡匹配計算方法，該方法能有效地提高匹配計算的準確性和效率。
　　 4)進行柴油機曲軸系統(tǒng)多體動力學的三維建模、邊界和約束條件的設定，通過仿真計算得到了柴油機曲軸系統(tǒng)的瞬時轉速信號，實現(xiàn)了對柴油機軸系扭轉振動