曲軸不同平衡方案不僅直接影響整機振動與噪聲,還影響曲軸的輕量化設計。研究不同平衡率方案曲軸對發(fā)動機振動與曲軸強度的影響,優(yōu)化設計曲軸,對降低整機振動與提高可靠性具有重要意義。以非道路高壓共軌四缸柴油機為研究對象,系統(tǒng)分析了不同平衡率與不同平衡塊結(jié)構(gòu)的4個曲軸方案的平衡性;通過曲軸模態(tài)試驗與機體模態(tài)仿真,驗證了曲軸和機體有限元模型的準確性;基于柔性多體動力學理論,建立了整機多體動力學仿真模型,研究了曲軸不同平衡率對額定轉(zhuǎn)速工況下曲軸強度與振動特性的影響。研究結(jié)果表明:隨著平衡率增加,曲軸各圓角處最大應力值增大,曲軸圓角疲勞安全系數(shù)降低;最大應力值為284.1 MPa,最小安全系數(shù)為1.7,均出現(xiàn)在四平衡塊100%平衡率曲柄銷圓角處。隨著平衡率增加,油底殼關(guān)注點的不同諧次下振動加速度峰值減小,機體上各關(guān)注點的振動速度級降低,汽缸蓋罩在低頻段下振動速度級降低。隨著平衡率增加,各倍頻程下機體振動速度級降低,倍頻程中心頻率為500 Hz,汽缸蓋罩和油底殼振動速度級增大。

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【文章目錄】：
1 曲軸平衡性分析
2 模型建立與驗證
    2.1 整機有限元模型建立
    2.2 多體動力學模型建立
    2.3 機體與曲軸模型驗證
3 不同平衡率曲軸主軸承載荷分析
4 不同平衡率曲軸疲勞強度分析
    4.1 曲軸應力分析模型及圓角子模型
    4.2 基于動力學的曲軸應力分析
    4.3 基于單位載荷計算法的曲軸強度分析
5 不同平衡率整機振動特性分析
    5.1 發(fā)動機評估點的選擇
    5.2 曲軸不同平衡率對柴油機振動影響
6 結(jié)論



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