基于可靠性約束的直列四缸柴油機平衡機構優(yōu)化設計研究.pdf

1、直列式四缸柴油機由于功率大、外形尺寸小和良好的經(jīng)濟性能,而具有明顯的匹配優(yōu)勢,應用越來越廣泛。由于直列式四缸柴油機本身結構的特點,其無法通過自身平衡二級往復慣性力和慣性傾覆力矩,從而引起柴油機的低頻振動,影響其向高端應用領域擴展。加裝雙軸平衡機構是直列式四缸柴油機主動減振的技術關鍵,成為其發(fā)展一個趨勢。
　　 分析了直列式四缸柴油機激振力的特點,闡述了雙軸平衡機構的設計原理。某型直列式四缸柴油機安裝有只能平衡二級往復慣性力非全長

2、式A類平衡機構,為了部分消除傾覆慣性力矩和減少對平衡機構的改動,采用“粗一細雙軸”平衡設計理念,借助MATLAB優(yōu)化工具對平衡機構的安裝位置和粗細雙軸的結構參數(shù)進行優(yōu)化設計,優(yōu)化后該型柴油機傾覆力矩衰減了19.51％,工作噪聲降低5.0dB(A)。
　　 平衡機構平衡軸受載變形導致軸頸傾斜影響滑動軸承潤滑狀態(tài),因此經(jīng)常出現(xiàn)燒瓦或抱軸故障,為此設計出了對中性、潤滑性能更好的回轉雙曲面滑動軸承并對其進行可靠性優(yōu)化設計,提出了基于網(wǎng)格

3、法的統(tǒng)一目標優(yōu)化算法。優(yōu)化后滑動軸承摩擦功耗降低23.1％,溫升降低54.0％。建立了軸頸傾斜圓柱面和回轉雙曲面滑動軸承流體動力潤滑模型,借助MATLAB工具應用數(shù)值算法解得其潤滑模型,對比分析了兩種滑動軸承在不同工況下油膜壓力、厚度分布、軸頸傾斜角度、平衡力矩和靜態(tài)特性,可知回轉雙曲面滑動軸承對受載或形位公差導致軸頸傾斜的適應能力更強。
　　 建立了軸承一平衡軸系統(tǒng)的有限元簡化模型,借助于ANSYS軟件對模型進行模態(tài)分析?？芍?/p>