本文關鍵詞：內燃機配氣凸輪軸徑向動態(tài)特性優(yōu)化研究

  更多相關文章： 凸輪軸 動態(tài)特性 AVL 正交試驗 軸承座寬度 相對間隙 機油動力粘度

【摘要】：配氣機構正常運轉過程中產生的振動和噪聲是影響內燃機NVH性能的重要因素,削弱配氣機構的振動和噪聲輻射是一個重要的研究課題。凸輪軸作為配氣機構重要的零部件,起到定時開閉氣門的作用,凸輪軸徑向動態(tài)特性對配氣機構的動態(tài)特性具有重要影響,所以有必要對內燃機配氣凸輪軸徑向動態(tài)特性展開相關優(yōu)化研究工作。本文主要工作和結論如下:設計搭建配氣機構動態(tài)特性試驗臺架,在氣門盤面裝上三向加速度傳感器,在氣門桿上面架設激光位移傳感器,采集氣門動態(tài)特性信號。在搖臂氣門端貼上應變片,采集搖臂氣門端載荷信號。設計靜態(tài)標定試驗,確立載荷與應變電壓之間的對應關系。設計一個簡單的凸輪型線測量實驗,采集凸輪型線數(shù)據(jù)。利用AVL軟件建立配氣機構一維動力學模型,分別利用實驗測量和有限元計算方法確立模型的關鍵參數(shù),系統(tǒng)的阻尼和零部件之間的摩擦系數(shù)采用軟件推薦的經驗值,將模型計算結果與實驗結果進行對比,證明模型可以用于仿真計算分析。利用模型計算5個軸承的徑向受力,通過對比分析確立4號軸承作為凸輪軸徑向動態(tài)特性優(yōu)化研究對象。利用一維動力學模型,從軸承座寬度、軸承配合徑向相對間隙和潤滑機油動力粘度這3個方面展開凸輪軸徑向動態(tài)特性優(yōu)化研究工作。增大潤滑機油動力粘度可以減小凸輪軸最大徑向跳動位移和最大徑向振動速度。內燃機在中低速工況下運行,增大潤滑機油動力粘度會增大軸承座最大徑向受力;在高速工況下運行,增大潤滑機油動力粘度會減小軸承座最大徑向受力。增加軸承配合徑向間隙會增大凸輪軸最大徑向跳動位移和最大徑向振動速度。內燃機在中低速工況下運轉,由于不能形成良好的潤滑條件,軸承配合徑向間隙越小,凸輪軸最大徑向受力越大;在高速工況下運轉,軸承配合間隙越大,凸輪軸徑向振動越劇烈,凸輪軸最大徑向受力越大。增加軸承座寬度可以減小凸輪軸最大徑向跳動位移和最大徑向振動速度。內燃機在中低速工況下運轉,增加軸承座寬度會增大軸承座徑向受力,但是在高速工況下運轉,增加軸承座寬度可以減小軸承座徑向受力。通過設計正交試驗計算方案展開凸輪軸徑向動態(tài)特性影響因素研究,我們知道對凸輪軸最大徑向跳動位移影響最大的是軸承配合徑向間隙,其次是軸承座寬度,影響最小的是潤滑機油動力粘度;對凸輪軸最大徑向振動速度影響最大的是軸承座寬度,其次是潤滑機油動力粘度,影響最小的是軸承配合徑向間隙;對軸承座最大徑向受力影響最大的是軸承配合徑向間隙,其次是軸承座寬度,影響最小的是潤滑機油動力粘度。基于正交試驗結果,通過優(yōu)化軸承座寬度、軸承座配合徑向相對間隙和潤滑機油動力粘度三個參數(shù),新方案與原方案相比:最大徑向跳動位移下降11.6%,最大徑向振動速度下降21.3%,軸承座最大徑向受力下降1.09%。
【關鍵詞】：凸輪軸 動態(tài)特性 AVL 正交試驗 軸承座寬度 相對間隙 機油動力粘度
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK403
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章. 緒論10-15
• 1.1 課題的研究目的及意義10-11
• 1.2 課題的國內外研究現(xiàn)況11-13
• 1.2.1 課題的國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 課題的國內研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究內容13-15
• 第2章. 配氣機構動態(tài)特性試驗15-30
• 2.1 試驗研究對象15-16
• 2.2 配氣機構動態(tài)特性試驗裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)16-23
• 2.2.1 配氣機構動態(tài)特性試驗裝置17-18
• 2.2.2 配氣機構動態(tài)特性試驗采用的信號傳感器18-22
• 2.2.3 試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)22-23
• 2.3 配氣機構動態(tài)試驗的數(shù)據(jù)23-29
• 2.3.1 凸輪型線的數(shù)據(jù)23-24
• 2.3.2 氣門加速度的數(shù)據(jù)24-26
• 2.3.3 氣門速度的數(shù)據(jù)26-27
• 2.3.4 搖臂載荷的數(shù)據(jù)27-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第3章. 配氣機構一維動力學模型建立及驗證30-42
• 3.1 一維動力學模型的建立30-32
• 3.1.1 AVL_TD軟件介紹30-31
• 3.1.2 一維動力學模型建立31-32
• 3.2 一維動力學模型參數(shù)確立32-37
• 3.2.1 確定零部件集中質量33-34
• 3.2.2 確定零部件剛度34-36
• 3.2.3 確定其他參數(shù)36-37
• 3.3 一維動力學模型計算及驗證37-41
• 3.3.1 一維動力學模型驗證37-39
• 3.3.2 一維動力學模型計算39-41
• 3.4 本章小結41-42
• 第4章. 凸輪軸徑向動態(tài)特性優(yōu)化研究42-63
• 4.1 凸輪軸徑向動態(tài)特性分析42-48
• 4.1.1 凸輪軸徑向振動速度42-44
• 4.1.2 凸輪軸徑向振動加速度44-46
• 4.1.3 凸輪軸徑向跳動位移46-48
• 4.2 凸輪軸徑向動態(tài)特性優(yōu)化分析48-61
• 4.2.1 軸承座寬度對凸輪軸徑向動態(tài)特性影響研究48-52
• 4.2.2 軸承配合徑向間隙對凸輪軸徑向動態(tài)特性影響研究52-57
• 4.2.3 潤滑機油動力粘度對凸輪軸徑向動態(tài)特性影響研究57-61
• 4.3 本章小結61-63
• 第5章. 凸輪軸徑向動態(tài)特性影響因素分析63-68
• 5.1 正交試驗方案設計63-64
• 5.2 正交試驗結果分析64-67
• 5.2.1 影響因素分析64-67
• 5.2.2 基于正交試驗的優(yōu)化分析67
• 5.3 本章小結67-68
• 第6章. 總結與展望68-70
• 6.1 全文總結68-69
• 6.2 工作展望69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻71-74
• 附錄74

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本文編號：818977