【摘要】：柴油機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ?在建筑、汽車及船舶等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著柴油機(jī)制造技術(shù)的不斷提高,對(duì)于振動(dòng)與噪聲方面的要求日趨嚴(yán)格。作為柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的核心部件,曲軸同時(shí)受到氣缸壓力和曲柄連桿機(jī)構(gòu)慣性力的作用,并將載荷通過(guò)主軸承傳遞至機(jī)體,引起機(jī)體振動(dòng)。因此,考慮曲軸運(yùn)動(dòng)件與機(jī)體固定件的耦合作用對(duì)分析柴油機(jī)的振動(dòng)噪聲尤為重要。本文以多缸柴油機(jī)為研究對(duì)象,根據(jù)柴油機(jī)實(shí)際結(jié)構(gòu)建立含有氣缸、空冷器、進(jìn)排氣系統(tǒng)和油底殼等主要部件的有限元模型并進(jìn)行模態(tài)分析,獲取安裝狀態(tài)下整機(jī)固有特性參數(shù)并分析曲軸-機(jī)體的耦合作用對(duì)整機(jī)固有頻率及振型的影響;分別建立曲柄連桿機(jī)構(gòu)剛體模型和考慮曲軸彈性變形的剛?cè)狁詈夏Ｐ筒⑦M(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,結(jié)果表明:由于曲軸在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在彈性變形,致使曲柄連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生了附加不平衡力,導(dǎo)致曲柄連桿機(jī)構(gòu)負(fù)荷增加;在此基礎(chǔ)上,根據(jù)各載荷的實(shí)際作用位置,將兩種模型產(chǎn)生的載荷分別加載至柴油機(jī)機(jī)體相應(yīng)位置并進(jìn)行瞬態(tài)振動(dòng)分析,將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),剛?cè)狁詈夏Ｐ彤a(chǎn)生激勵(lì)引起的機(jī)體振動(dòng)更加貼近實(shí)驗(yàn)測(cè)量值。接著運(yùn)用邊界元法建立整機(jī)的聲學(xué)仿真模型,將機(jī)體表面節(jié)點(diǎn)位移作為輸入條件,獲取距機(jī)體表面一米處的輻射噪聲,發(fā)現(xiàn)剛?cè)狁詈夏Ｐ彤a(chǎn)生激勵(lì)引起的機(jī)體輻射噪聲更大;以此為基礎(chǔ),在曲軸彈性變形條件下,把曲柄連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的激勵(lì)作為力源,比較其引起機(jī)體模型振動(dòng)噪聲和曲軸-機(jī)體耦合模型振動(dòng)噪聲的大小,發(fā)現(xiàn)曲軸-機(jī)體耦合模型下振動(dòng)及輻射噪聲稍低。結(jié)合曲軸-機(jī)體耦合模型振動(dòng)噪聲的分析結(jié)果,將曲柄連桿機(jī)構(gòu)剛?cè)狁詈夏Ｐ彤a(chǎn)生的激勵(lì)力拆分為氣缸壓力和曲柄連桿機(jī)構(gòu)慣性力,分別計(jì)算單一激勵(lì)作用下曲軸-機(jī)體耦合模型的振動(dòng)烈度及對(duì)于整機(jī)振動(dòng)的貢獻(xiàn)度,計(jì)算結(jié)果表明:氣缸壓力為引起整機(jī)振動(dòng)的主要激勵(lì),在該型柴油機(jī)振動(dòng)噪聲計(jì)算時(shí)可以忽略曲柄連桿機(jī)構(gòu)慣性力的作用;為研究曲軸平衡性能對(duì)曲軸-機(jī)體耦合模型振動(dòng)噪聲的影響,分析了不同發(fā)火順序下柴油機(jī)整機(jī)的振動(dòng)及輻射噪聲,研究發(fā)現(xiàn):曲軸平衡性能好壞對(duì)柴油機(jī)局部位置產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲影響較大,但對(duì)于整機(jī)的平均振動(dòng)烈度和輻射噪聲影響較小。本文分析結(jié)果可為船用多缸柴油機(jī)的減振降噪技術(shù)提供理論支撐。
【圖文】：

柴油機(jī)軸系出現(xiàn)裂紋會(huì)導(dǎo)致曲軸各階固率對(duì)剛度的靈敏度有關(guān)。在此基礎(chǔ)上，，進(jìn)一步研來(lái)的反饋?zhàn)饔肹31]。學(xué)王傳娟以單缸柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象慮柴油機(jī)活塞、連桿及曲軸變形情況下曲柄連桿析各部件彈性變形對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)主軸承受力的桿機(jī)構(gòu)運(yùn)用 AVL-EXCITE 軟件進(jìn)行多柔體動(dòng)力學(xué)連桿靜態(tài)拉壓實(shí)驗(yàn)測(cè)量的應(yīng)力值進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，了柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)多柔體動(dòng)力學(xué)模型的正確障分析中具有一定參考價(jià)值[33]。梁智元針對(duì)柴油用，建立圖 1.1 所示多缸機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)柔 Matlab 軟件聯(lián)合仿真求解柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)現(xiàn)考慮主軸承潤(rùn)滑的仿真結(jié)果更接近于實(shí)際情況

油機(jī)振動(dòng)噪聲的深入研究，國(guó)內(nèi)有關(guān)機(jī)研究。2008 年，郭磊運(yùn)用 EXCITE 進(jìn)果在柴油機(jī)實(shí)際生產(chǎn)中得到較好的應(yīng)用對(duì)機(jī)體振動(dòng)噪聲的影響。研究表明，通到整機(jī)振動(dòng)噪聲控制的目的[69]。2014 年 建立曲軸和機(jī)體有限元網(wǎng)格，建立非per, NONL）、彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑模型（潤(rùn)滑模型（Thermo-elasto-hydro Dynam型，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)三種模型均能進(jìn)行曲海事大學(xué)魏立隊(duì)等人以 6S50MC-C 型柴 TEHD 三種耦合模式下柴油機(jī)曲軸和機(jī) 1.2 所示。研究表明，熱彈性流體動(dòng)力
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U664.121

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1 陳柯;吳實(shí)淵;王睿U

本文編號(hào)：2597052