本文選題：V型柴油機(jī) + 曲軸設(shè)計(jì)開發(fā)　； 參考：《天津大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著發(fā)電機(jī)組的配套發(fā)動機(jī)高功率、低排放的要求,中、低速發(fā)動機(jī)在這一領(lǐng)域無法滿足要求而呈逐步淘汰的趨勢。相比直列機(jī),V型發(fā)動機(jī)以結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕等優(yōu)勢,在大排量發(fā)動機(jī)中應(yīng)用越來越廣泛。曲軸是發(fā)動機(jī)中主要的運(yùn)動部件之一。發(fā)動機(jī)的可靠性等也在很大程度上取決于曲軸系的強(qiáng)度、扭振、潤滑等,它的參數(shù)決定并影響著發(fā)動機(jī)的整機(jī)尺寸和重量。隨著柴油機(jī)動力性、排放要求不斷提高,柴油機(jī)最大爆發(fā)壓力不斷提高,曲軸強(qiáng)度和扭振的問題變得尤為重要。因此,在進(jìn)行柴油機(jī)開發(fā)時,必須優(yōu)化曲軸的結(jié)構(gòu),通過仿真軟件對曲軸的強(qiáng)度和軸系扭振、軸瓦承載等進(jìn)行精確的仿真分析。本文結(jié)合濰柴動力股份有限公司開發(fā)的一款大型發(fā)電用12M33柴油機(jī),對其曲軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)開發(fā)。文章根據(jù)對標(biāo)分析及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),確定了12M33曲軸基本尺寸,計(jì)算并分析了發(fā)動機(jī)的一階、二階慣性力及其慣性力矩,根據(jù)曲軸的離心慣性力和離心慣性力矩,對12缸V型柴油機(jī)曲軸進(jìn)行平衡分析,并依據(jù)平衡理論提出了4平衡重、8平衡重和12平衡重曲軸布置方案,通過對不同方案的軸瓦載荷、軸系扭振等進(jìn)行對比分析,最終確定了12平衡重的平衡方案;為曲軸匹配了減振器,使曲軸系扭振幅值處于合理范圍;利用Creo軟件和EXCITE Designer等軟件,建立了曲軸軸系的三維模擬仿真模型,并進(jìn)行了曲軸強(qiáng)度、軸瓦承載能力及軸系扭振計(jì)算與分析;通過疲勞試驗(yàn)及臺架試驗(yàn),驗(yàn)證了曲軸強(qiáng)度、扭振幅值及可靠性均達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。該項(xiàng)工作為濰柴動力股份有限公司在V型柴油機(jī)曲軸開發(fā)奠定了重要的理論基礎(chǔ),通過12M33曲軸的設(shè)計(jì)開發(fā),積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
[Abstract]:With the high power and low emission requirement of the generator set, the low speed engine can not meet the requirements in this field and is gradually phased out. Compared with in-line engine, V-engine is widely used in large displacement engine because of its compact structure, small size and light weight. Crankshaft is one of the main moving parts in engine. The reliability of the engine also depends on the strength of the crankshaft system, torsional vibration, lubrication and so on. Its parameters determine and affect the size and weight of the engine. With the increasing of diesel engine power and emission requirements, the maximum burst pressure of diesel engine is increasing, and the problems of crankshaft strength and torsional vibration become more and more important. Therefore, in the development of diesel engine, the structure of crankshaft must be optimized, and the strength of crankshaft, torsional vibration of shaft system and bearing of bearing bush should be accurately simulated and analyzed by simulation software. In this paper, a large 12M33 diesel engine for power generation is developed by Weichai Power Co., Ltd. The crankshaft is designed and developed. Based on the standard analysis and design experience, the basic dimensions of 12M33 crankshaft are determined, and the first and second order inertia forces and their inertia torque of the engine are calculated and analyzed. According to the centrifugal inertia force and the centrifugal inertia moment of the crankshaft, the first and second order inertia force and the inertia torque of the engine are calculated and analyzed. The balance analysis of 12 cylinder V diesel engine crankshaft is carried out, and according to the balance theory, the four balanced weight 8 balanced weight and 12 balanced heavy crankshaft layout schemes are put forward. The load of bearing bush and the torsional vibration of shafting are compared and analyzed by different schemes. Finally, the balancing scheme of 12 balancing weights is determined; the vibration absorber is matched for the crankshaft to make the torsional amplitude of the crankshaft system in a reasonable range; the 3D simulation model of the crankshaft shaft system is established by using Creo software and EXCITE Designer software. The strength of crankshaft, bearing capacity of bearing bush and torsional vibration of shafting are calculated and analyzed, and the strength, torsional amplitude and reliability of crankshaft are verified by fatigue test and bench test. This work has laid an important theoretical foundation for the development of V-type diesel engine crankshaft by Weichai Power Co., Ltd., and accumulated design experience through the design and development of 12M33 crankshaft.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK422

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本文編號：1936622