基于虚拟样机技术的摩托车发动机减振研究

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1、基于虚拟样机技术的摩托车发动机减振研究TheVibration-ReducedStudyoftheEngineoftheMotorcycleBasedontheVirtualPrototypeTechnology杨冬香淤YANGDong-xiang曰耿爱农于GENGAi-nong曰张爱华淤ZHANGAi-hua(淤五邑大学机电工程系，江门529020；于五邑大学数学与计算科学学院，江门529020)(淤DepartmentofElectricalandMechanicalEngineering,WuyiUniver

2、sity,Jiangmen529020,China；于SchoolofMathematicsandComputerScienee,WuyiUniversity,Jiangmen529020,China)摘要院摩托车行驶时的振动大小不仅影响摩托车的操作稳定性和行驶舒适性，而且严重时会影响驾驶者骑行的安全性。而引起摩托车振动的主要因素是发动机曲柄连杆机构往复运动产牛的惯性力和惯性力矩，所以必须针对曲柄连杆设计相应的平衡机构，使发动机实现内部活塞往复运动时的动态平衡。根据某企业的摩托车两缸汽油发动机图纸，木文将虚拟样机技

3、术应用于发动机减振设计过程,通过ADAMS/Engine建模并对其模型的动力学特性进行分析，依据仿真结果优化平衡机构的配置。Abstract:Thevibrationgeneratingduringthemotorcycledrivingaffectsnotonlytheoperationstabilityanddrivingcomfortableofthemotorcycle,butalsotheridingsafetyofthedriver.Inaddition,themainfactorscausingmot

4、orbike’svibrationaretheinertiaforceandinertiatorqueproducedbyreciprocatingoftheerankshaft・connectingrodmechanism.Therefore,itmustbedesignedoftheappropriatebalaneemechanismtoachievethedynamicbalaneeofthemechanism.Thisarticleisbasedonatypeoftwocylindermoto

5、rcycleengine,andthevirtualprototypingmodelofthecrankshaft-connectingrodmechanismisbuiltbyusingtheADAMS/Engine,thendynamicssimulationsarecarriedoninthisarticle.Atlast,theconfigurationofthebalaneemechanismisoptimizedaccordingtothesimulationresults.关键词院发动机；直列两缸式；

6、虚拟样机技术；平衡轴；平衡块Keywords:engine；inline-twocylindertype；virtualprototypetechnology；balaneeshaft；balanceweight中图分类号院U483文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)16-0044-030引言发动机振动问题已经成为阻碍我国摩托车行业发展的一大障碍，它不仅影响摩托车的操作稳定性和行驶舒适性，而且严重时会影响驾驶者骑行的安全性。而引起发动机振动的一个根本原因就是曲柄连杆机构周期性运动产生的惯性力和惯性

7、力矩。为了降低甚至消除振动，采用的方法一般为两种：淤在曲柄连杆机构上配置适当的平衡重；于在发动机上增加一个平衡轴［1］。配置平衡重只是用于平衡发动机振动的一阶惯性力，即在曲柄的相反端装上适当的平衡垂，利用平衡重质量旋转所产生的离心力平衡活塞连杆往复产生的惯性力。而采用平衡轴减振方式又有两种：双平衡轴和单平衡轴。双平衡轴的机构复杂，成本昂贵，而且占用空间大，一般在汽车发动机上使用，或者应用于大排量的摩托车发动机⑵。单平衡轴是采用单一的平衡轴，是在平衡重法的基础上进行二次一阶惯性力平衡,能很好地弥补平衡重的缺陷，而且占

8、用空间小，成本低，机构简单，非常适合应用于小排量摩托车［2,3］o目前，我国的摩托车企业般使用平衡配重和单平衡轴来降低发动机的振动［3］。但是面临的问题是振动的问题并没有得到很好的解决。究其原因，很大部分在于在设计过程中需要不断制造物理样机，反复试验，因此开发成本高，周期长，研发风险高，特别是中小型企业无法负荷，无法深入系统地对发动机研究⑷。针对此现状，本文