曲軸及正時系動力學特性對發(fā)動機NVH性能影響研究.pdf

1、曲柄連桿機構及正時系統(tǒng)的設計及布置對發(fā)動機的NVH性能有著至關重要的影響。本文針對曲軸、連桿及不同正時系統(tǒng)的動力學問題建立了運動系激勵特征同結構振動響應的關系，對曲軸系與正時系耦合動力學特性對發(fā)動機NVH性能影響的規(guī)律進行了深入細致的理論分析與實驗研究。
　　 對曲軸連桿系統(tǒng)的動力學特性及其結構動態(tài)強度問題進行了深入系統(tǒng)的研究。建立了曲軸扭振多彈性體動力學分析模型，并通過曲軸扭振實驗對仿真模型進行了校核;利用現(xiàn)代數(shù)字仿真分析技術

2、研究了曲軸圓角的動態(tài)應力，并與傳統(tǒng)的曲軸強度計算方法及疲勞實驗結果進行了比較，證實了現(xiàn)代仿真分析技術的可靠性和精確性;分析了連桿結構的動態(tài)響應特性，證明了連桿本身對激勵的動力學放大作用在工程計算中是可以忽略的;研究了連桿大頭的彈性流體潤滑特性，結合有限元非線性接觸算法，完成了連桿在不同工況下動態(tài)強度的預測;通過仿真分析的方法研究了扭振激勵與發(fā)動機結構動態(tài)特性的頻率耦合關系，指出優(yōu)化曲軸扭振可以降低激勵與響應的耦合作用，并通過相關的實驗驗

3、證了仿真分析的結果。
　　 對鏈傳動、齒輪傳動及同步帶傳動等正時系的動力學特性及NVH特性進行了深入細致的研究。分析了正時系與曲軸的耦合作用，以及不同正時系對發(fā)動機結構件尤其是前端正時罩振動響應的作用;應用多剛性體動力學建模方法，將正時系離散成多質點，分析與比較了某汽油機靜音鏈與套筒鏈的動力學差異，仿真與聲學實驗均表明靜音鏈對于多邊形效應有明顯的衰減作用;分析了某柴油機正時齒輪傳動的嚙合沖擊激勵，通過比較考慮與不考慮曲軸轉速波動

4、以及是否安裝扭振減振器等不同工況下的齒輪嚙合特征，證明了齒輪罩振動的衰減可以通過優(yōu)化齒輪系動力學來實現(xiàn);基于不同的數(shù)值運算方法完成了曲軸與同步帶正時系動力學的聯(lián)合仿真，指出了皮帶內力對曲軸扭振、強度以及主軸承潤滑存在不同程度的影響;應用CAD與CAE相結合的手段，在同一臺柴油機上虛擬設計了不同的正時系，并在相同的工況及邊界條件下，計算并比較了正時罩振動響應的不同結果，通過從仿真預測技術揭示了采用齒輪作為正時傳動的發(fā)動機前端噪聲較大的原因