柴油機(jī)激勵下內(nèi)燃機(jī)車司機(jī)室隔振性能優(yōu)化設(shè)計研究
發(fā)布時間:2021-03-07 11:50
內(nèi)燃機(jī)車在我國鐵路運(yùn)輸中占據(jù)重要地位,尤其在許多二級干線、專用線以及調(diào)車小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)中內(nèi)燃機(jī)車仍無可替代。內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行時需要將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能,并將電能傳遞給牽引電機(jī)驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)車沿軌道運(yùn)動。然而,內(nèi)燃機(jī)車中的柴油機(jī)以及與之相連的主發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于缸內(nèi)燃燒爆炸沖擊、活塞部件往復(fù)運(yùn)動、以及旋轉(zhuǎn)部件高速旋轉(zhuǎn)等影響,將產(chǎn)生劇烈的內(nèi)部動態(tài)激勵力。這些動態(tài)激勵激發(fā)的柴油機(jī)以及主發(fā)電機(jī)振動通過車體底架傳遞至司機(jī)室,引起司機(jī)室高頻振動與噪聲問題,極大降低了司機(jī)室的乘坐舒適性,惡化了內(nèi)燃機(jī)車司乘人員的工作環(huán)境,危害司乘人員人身健康,從而給司機(jī)安全高效駕駛以及科學(xué)合理應(yīng)對緊急情況帶來了不良影響。因此,設(shè)計科學(xué)合理的司機(jī)室懸掛結(jié)構(gòu)和參數(shù),降低司機(jī)室振動,對提高駕乘舒適性,改善工作環(huán)境,提高駕駛安全性具有重要的理論意義與工程應(yīng)用價值。早期內(nèi)燃機(jī)車司機(jī)室與機(jī)車底架之間多采用剛性連接,柴油機(jī)-主發(fā)電機(jī)激勵產(chǎn)生的振動直接傳遞至司機(jī)室,其隔振效果較差。近年來,隨著獨立司機(jī)室的應(yīng)用,機(jī)車司機(jī)室的振動得到了有效控制,但如何科學(xué)合理地設(shè)計司機(jī)室隔振系統(tǒng)動力學(xué)參數(shù)及其布置形式以達(dá)到最佳的隔振效果一直是學(xué)術(shù)界和企業(yè)界...
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Sorainen和Rytkonen的測點布置示意圖
圖 1-2 傳統(tǒng)的司機(jī)室及座椅[2]圖 1-3 傳統(tǒng)的司機(jī)室及座椅[2]國內(nèi)外學(xué)者很早就開展了關(guān)于隔振的研究,但是單自由度和剛體的隔振柔性體系統(tǒng)隔振,Tu 和 Zheng[42]針對柔性體結(jié)構(gòu)隔振作出了相關(guān)研究,隔振頻率和更高的阻尼能夠提高系統(tǒng)隔振率。聯(lián)邦鐵路局于 2006 年制定于修正現(xiàn)有的司機(jī)室噪聲標(biāo)準(zhǔn),然而,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以 A 加權(quán)噪聲級表示 針對一般工作場所噪聲暴露設(shè)定的限值,難以衡量以低頻噪聲信號為主[43]
圖 1-3 傳統(tǒng)的司機(jī)室及座椅[2]盡管國內(nèi)外學(xué)者很早就開展了關(guān)于隔振的研究,但是單自由度和剛體的隔振模型難適用于柔性體系統(tǒng)隔振,Tu 和 Zheng[42]針對柔性體結(jié)構(gòu)隔振作出了相關(guān)研究,研究表更低的隔振頻率和更高的阻尼能夠提高系統(tǒng)隔振率。聯(lián)邦鐵路局于 2006 年制定了一個標(biāo)準(zhǔn)用于修正現(xiàn)有的司機(jī)室噪聲標(biāo)準(zhǔn),然而,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以 A 加權(quán)噪聲級表示,并符 OSHA 針對一般工作場所噪聲暴露設(shè)定的限值,難以衡量以低頻噪聲信號為主導(dǎo)的司室。在聯(lián)邦鐵路局項目資助下,Johnson 等人[43]開展了在新一代機(jī)車中采用主動噪聲制技術(shù)結(jié)合被動噪聲控制技術(shù)的可行性研究,并借助實物模型闡釋了主動噪聲控制技降低低頻噪聲的機(jī)理,主動噪聲控制技術(shù)能夠主要削減柴油機(jī)振動信號中存在的典型號。理論上,系統(tǒng)存在負(fù)剛度時,可以完全隔離系統(tǒng)的振動,研究者從這個角度出發(fā),計了一系列具有負(fù)剛度特征的機(jī)構(gòu)用于系統(tǒng)隔振。Thanh 和 Kyoung[44]針對鐵路車輛乘座椅的隔振,設(shè)計和架構(gòu)了用于提高座椅對低頻振動信號隔振效率的隔振系統(tǒng),該隔系統(tǒng)的典型特征是存在對稱布置且與正剛度結(jié)構(gòu)平行的兩個負(fù)剛度結(jié)構(gòu),如圖 1-4 所。在此基礎(chǔ)上,對比研究了是否采用負(fù)剛度結(jié)構(gòu)的隔振系統(tǒng)的隔振性能,動力學(xué)仿真
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Optimization Design and Performance Analysis of Vehicle Powertrain Mounting System[J]. Han Zhou,Hui Liu,Pu Gao,Chang-Le Xiang. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(02)
[2]基于自適應(yīng)遺傳算法彈簧剛度優(yōu)化的可調(diào)頻多維減振平臺設(shè)計[J]. 劉乃軍,牛軍川. 振動與沖擊. 2017(13)
[3]計及隔振率的發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計[J]. 胡倩,陳劍,沈忠亮,楊志遠(yuǎn). 噪聲與振動控制. 2015(04)
[4]內(nèi)燃機(jī)車獨立司機(jī)室噪聲與振動控制方法綜述[J]. 胡伊賢,王龍,倪志江,劉晴. 鐵道機(jī)車車輛. 2015(S1)
[5]HXN3型機(jī)車車體設(shè)計理念的詮釋[J]. 王惠玉. 鐵道機(jī)車車輛. 2015(S1)
[6]基于剛?cè)狁詈系腍XN3司機(jī)室隔振系統(tǒng)多維度頻率響應(yīng)分析[J]. 李春勝,曲天威,羅世輝,馬衛(wèi)華. 振動與沖擊. 2015(04)
[7]汽車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能仿真方法[J]. 陳克,呂品. 中國機(jī)械工程. 2014(20)
[8]內(nèi)燃機(jī)車二級減振結(jié)構(gòu)的研究[J]. 肖守訥,高一丁,方曉福,邵迎安. 鐵道機(jī)車與動車. 2014(04)
[9]基于遺傳算法和擬牛頓法的車輛動力學(xué)平衡點混合求解方法[J]. 王憲彬,施樹明,劉麗,金立生. 機(jī)械工程學(xué)報. 2014(04)
[10]內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)激勵及其對司機(jī)室振動影響分析[J]. 黃鵬,肖守訥,陽光武,周麗莎. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(01)
博士論文
[1]重型載貨汽車動力總成懸置系統(tǒng)匹配分析及實驗研究[D]. 鄭利鋒.太原理工大學(xué) 2017
[2]基于整車振動控制的動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計方法[D]. 劉曉昂.華南理工大學(xué) 2016
[3]商用車駕駛室懸置系統(tǒng)隔振特性與優(yōu)化研究[D]. 王楷焱.吉林大學(xué) 2011
碩士論文
[1]商用車動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用研究[D]. 申成振.長安大學(xué) 2017
[2]基于遺傳算法的純電動汽車動力總成參數(shù)匹配設(shè)計[D]. 趙偉辰.吉林大學(xué) 2017
[3]汽車動力總成隔振系統(tǒng)評價、分析與優(yōu)化[D]. 曹璐.南京航空航天大學(xué) 2017
[4]某客車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能分析與優(yōu)化研究[D]. 楊政.廈門理工學(xué)院 2016
[5]橡膠減振器的設(shè)計與優(yōu)化[D]. 孫延奎.青島科技大學(xué) 2016
[6]基于ANSYS的貨柜車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能分析與優(yōu)化研究[D]. 梁文博.廣西大學(xué) 2015
[7]某工程車輛動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能優(yōu)化設(shè)計[D]. 李軾.華南理工大學(xué) 2015
[8]汽車動力總成懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計及仿真分析[D]. 章菊.湖南大學(xué) 2013
[9]HXN3型內(nèi)燃機(jī)車司機(jī)室隔振性能研究[D]. 李春勝.西南交通大學(xué) 2013
[10]內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)與車體耦合振動研究[D]. 邵迎安.西南交通大學(xué) 2013
本文編號:3069036
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Sorainen和Rytkonen的測點布置示意圖
圖 1-2 傳統(tǒng)的司機(jī)室及座椅[2]圖 1-3 傳統(tǒng)的司機(jī)室及座椅[2]國內(nèi)外學(xué)者很早就開展了關(guān)于隔振的研究,但是單自由度和剛體的隔振柔性體系統(tǒng)隔振,Tu 和 Zheng[42]針對柔性體結(jié)構(gòu)隔振作出了相關(guān)研究,隔振頻率和更高的阻尼能夠提高系統(tǒng)隔振率。聯(lián)邦鐵路局于 2006 年制定于修正現(xiàn)有的司機(jī)室噪聲標(biāo)準(zhǔn),然而,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以 A 加權(quán)噪聲級表示 針對一般工作場所噪聲暴露設(shè)定的限值,難以衡量以低頻噪聲信號為主[43]
圖 1-3 傳統(tǒng)的司機(jī)室及座椅[2]盡管國內(nèi)外學(xué)者很早就開展了關(guān)于隔振的研究,但是單自由度和剛體的隔振模型難適用于柔性體系統(tǒng)隔振,Tu 和 Zheng[42]針對柔性體結(jié)構(gòu)隔振作出了相關(guān)研究,研究表更低的隔振頻率和更高的阻尼能夠提高系統(tǒng)隔振率。聯(lián)邦鐵路局于 2006 年制定了一個標(biāo)準(zhǔn)用于修正現(xiàn)有的司機(jī)室噪聲標(biāo)準(zhǔn),然而,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以 A 加權(quán)噪聲級表示,并符 OSHA 針對一般工作場所噪聲暴露設(shè)定的限值,難以衡量以低頻噪聲信號為主導(dǎo)的司室。在聯(lián)邦鐵路局項目資助下,Johnson 等人[43]開展了在新一代機(jī)車中采用主動噪聲制技術(shù)結(jié)合被動噪聲控制技術(shù)的可行性研究,并借助實物模型闡釋了主動噪聲控制技降低低頻噪聲的機(jī)理,主動噪聲控制技術(shù)能夠主要削減柴油機(jī)振動信號中存在的典型號。理論上,系統(tǒng)存在負(fù)剛度時,可以完全隔離系統(tǒng)的振動,研究者從這個角度出發(fā),計了一系列具有負(fù)剛度特征的機(jī)構(gòu)用于系統(tǒng)隔振。Thanh 和 Kyoung[44]針對鐵路車輛乘座椅的隔振,設(shè)計和架構(gòu)了用于提高座椅對低頻振動信號隔振效率的隔振系統(tǒng),該隔系統(tǒng)的典型特征是存在對稱布置且與正剛度結(jié)構(gòu)平行的兩個負(fù)剛度結(jié)構(gòu),如圖 1-4 所。在此基礎(chǔ)上,對比研究了是否采用負(fù)剛度結(jié)構(gòu)的隔振系統(tǒng)的隔振性能,動力學(xué)仿真
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Optimization Design and Performance Analysis of Vehicle Powertrain Mounting System[J]. Han Zhou,Hui Liu,Pu Gao,Chang-Le Xiang. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(02)
[2]基于自適應(yīng)遺傳算法彈簧剛度優(yōu)化的可調(diào)頻多維減振平臺設(shè)計[J]. 劉乃軍,牛軍川. 振動與沖擊. 2017(13)
[3]計及隔振率的發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計[J]. 胡倩,陳劍,沈忠亮,楊志遠(yuǎn). 噪聲與振動控制. 2015(04)
[4]內(nèi)燃機(jī)車獨立司機(jī)室噪聲與振動控制方法綜述[J]. 胡伊賢,王龍,倪志江,劉晴. 鐵道機(jī)車車輛. 2015(S1)
[5]HXN3型機(jī)車車體設(shè)計理念的詮釋[J]. 王惠玉. 鐵道機(jī)車車輛. 2015(S1)
[6]基于剛?cè)狁詈系腍XN3司機(jī)室隔振系統(tǒng)多維度頻率響應(yīng)分析[J]. 李春勝,曲天威,羅世輝,馬衛(wèi)華. 振動與沖擊. 2015(04)
[7]汽車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能仿真方法[J]. 陳克,呂品. 中國機(jī)械工程. 2014(20)
[8]內(nèi)燃機(jī)車二級減振結(jié)構(gòu)的研究[J]. 肖守訥,高一丁,方曉福,邵迎安. 鐵道機(jī)車與動車. 2014(04)
[9]基于遺傳算法和擬牛頓法的車輛動力學(xué)平衡點混合求解方法[J]. 王憲彬,施樹明,劉麗,金立生. 機(jī)械工程學(xué)報. 2014(04)
[10]內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)激勵及其對司機(jī)室振動影響分析[J]. 黃鵬,肖守訥,陽光武,周麗莎. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(01)
博士論文
[1]重型載貨汽車動力總成懸置系統(tǒng)匹配分析及實驗研究[D]. 鄭利鋒.太原理工大學(xué) 2017
[2]基于整車振動控制的動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計方法[D]. 劉曉昂.華南理工大學(xué) 2016
[3]商用車駕駛室懸置系統(tǒng)隔振特性與優(yōu)化研究[D]. 王楷焱.吉林大學(xué) 2011
碩士論文
[1]商用車動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用研究[D]. 申成振.長安大學(xué) 2017
[2]基于遺傳算法的純電動汽車動力總成參數(shù)匹配設(shè)計[D]. 趙偉辰.吉林大學(xué) 2017
[3]汽車動力總成隔振系統(tǒng)評價、分析與優(yōu)化[D]. 曹璐.南京航空航天大學(xué) 2017
[4]某客車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能分析與優(yōu)化研究[D]. 楊政.廈門理工學(xué)院 2016
[5]橡膠減振器的設(shè)計與優(yōu)化[D]. 孫延奎.青島科技大學(xué) 2016
[6]基于ANSYS的貨柜車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能分析與優(yōu)化研究[D]. 梁文博.廣西大學(xué) 2015
[7]某工程車輛動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能優(yōu)化設(shè)計[D]. 李軾.華南理工大學(xué) 2015
[8]汽車動力總成懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計及仿真分析[D]. 章菊.湖南大學(xué) 2013
[9]HXN3型內(nèi)燃機(jī)車司機(jī)室隔振性能研究[D]. 李春勝.西南交通大學(xué) 2013
[10]內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)與車體耦合振動研究[D]. 邵迎安.西南交通大學(xué) 2013
本文編號:3069036
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