內(nèi)燃機(jī)曲軸活塞系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析及結(jié)構(gòu)強(qiáng)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、本文以車用柴油機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)曲軸進(jìn)行了強(qiáng)度分析和改進(jìn)，并優(yōu)化了活塞對(duì)氣缸套的動(dòng)態(tài)敲擊性能。
　　 分別運(yùn)用傳統(tǒng)當(dāng)量化方法和有限元技術(shù)計(jì)算分析了曲軸軸系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)特性，結(jié)果表明傳統(tǒng)當(dāng)量化方法是計(jì)算曲軸軸系扭振的有效方法，并且能夠?qū)栌蜏p振器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。從優(yōu)化結(jié)果可知，硅油減振器阻尼在一定范圍內(nèi)對(duì)減振器的性能影響較小，而改變減振器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量能有效改善減振器的工作性能。在充分考

2、慮曲軸的彈性體變形和摩擦阻尼的情況下，有限元技術(shù)使用多體動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算曲軸軸系的扭振，其結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確。曲軸扭振試驗(yàn)驗(yàn)證了上述兩種方法的準(zhǔn)確性。
　　 運(yùn)用半自動(dòng)拓?fù)浞椒▌澐智S六面體單元網(wǎng)格，做出精細(xì)曲軸有限元模型。在動(dòng)力學(xué)仿真的基礎(chǔ)上計(jì)算了曲軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力。在諧振式彎曲疲勞試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了曲軸彎曲疲勞試驗(yàn)，通過(guò)仿真試驗(yàn)過(guò)程，獲取準(zhǔn)確的疲勞計(jì)算參數(shù)。在考慮彎扭耦合作用下對(duì)曲軸進(jìn)行多軸疲勞壽命計(jì)算，并對(duì)曲軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明子模型

3、法可以有效優(yōu)化曲軸圓角結(jié)構(gòu)，提高曲軸疲勞強(qiáng)度。另外更換疲勞性能更好的曲軸原材料，曲軸的疲勞可靠性也可以得到較大提升。對(duì)于鉆孔深度誤差產(chǎn)生的曲軸后端斷裂事故，詳細(xì)分析了其破壞原因。
　　 采用仿真計(jì)算和試驗(yàn)相結(jié)合的方法，獲取了活塞的冷熱態(tài)型面以及活塞體徑向剛度等邊界條件。通過(guò)調(diào)整活塞銷偏置、配缸間隙和優(yōu)化活塞裙部型線來(lái)提高活塞的二階運(yùn)動(dòng)性能，結(jié)果表明原有的中凸桶形裙部型線能夠保證良好的活塞運(yùn)動(dòng)特性。通過(guò)對(duì)比有無(wú)活塞對(duì)缸套的動(dòng)態(tài)敲擊