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《柴油机曲轴轴系非线性振动特性的数值研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第30卷第3期内燃机工程Vol.30No.32009年6月ChineseInternalCombustionEngineEngineeringJun.2009文章编号:1000-0925(2009)03-0065-05300054柴油机曲轴轴系非线性振动特性的数值研究1,22朱向哲,袁惠群(1.辽宁石油化工大学机械工程学院,抚顺113001;2.东北大学机械工程与自动化学院,沈阳110004)NumericalStudyonNonlinearDynamicCharacteristicofCrankshaftSystemofDi
2、eselEngine1,22ZHUXiangzhe,YUANHuiqun(1.SchoolofMechanicalEngineering,LiaoningShihuaUniversity,Fushun113001,China;2.SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China)Abstract:Anonlineardynamicmodelforcrankshaftsystemofdieselenginewase
3、stablishedbyconsideringvariedinertiaandnonlineardryfrictionaswellasnonlinearelasticitybetweenpistonandcylinder.Theeffectsofnonlineardampandrotationalspeedsonresponsecharacteristicsofcrankshaftsystemofdieselenginewerestudiedbyusingnumericalintegralmethod.Throughthecalcul
4、atedtimeresponsediagram,frequencyresponsediagramandphasetracediagram,thenonlineardynamicsmotions,suchasperiod,quasiperiodandchaoticmotion,wereanalyzed.Theresultsshowthatthevariedinertiaandnonlineardryfrictionbetweenpistonandcylinderhavegreateffectsonthenonlinearvibra
5、tionofthecrankshaftsystem.摘要:考虑了轴系的变转动惯量、活塞与气缸间的非线性干摩擦和非线性弹性恢复力等因素,建立了柴油机轴系非线性动力学模型。利用数值积分法研究了非线性阻尼和转速等参数对柴油机轴系系统响应的影响。通过系统响应的时域波形图、幅值谱图、相轨迹图,分析了曲轴轴系的周期、拟周期、混沌等复杂的非线性动力学现象。结果表明:变转动惯量和活塞与气缸间的非线性干摩擦对发动机曲轴系统的非线性振动行为具有较大的影响。关键词:内燃机;曲轴轴系;干摩擦;变转动惯量;非线性振动Keywords:ICengine;cranks
6、haftsystem;dryfriction;variedinertia;nonlinearvibration中图分类号:TK421文献标识码:A油机轴系系统的非线性动力学模型,计算中考虑了0概述活塞与气缸间的非线性干摩擦和非线性弹性恢复力曲轴轴承系统是内燃机核心的系统之一,其动对轴系扭转振动的影响,利用直接数值积分法计算力学行为一直是国内外学者研究和关注的热点。在了柴油机轴系系统响应的时域波形图、幅值谱图、相对曲轴动力学计算的模型中,通常采用常转动惯量轨迹图等,从不同侧面描述和揭示了轴系系统的非来考虑活塞和连杆的惯性,但事实上,发动
7、机曲柄组线性动力学特性,以期对发动机曲轴振动特性作出[1,2]件的转动惯量随着曲轴转角的变化而发生改变。准确的判断。此外,活塞与气缸间的非线性干摩擦对发动机曲轴1振动方程的建立[3~5]系统振动行为也产生一定的影响。本文采用数值模拟的方法,针对具有变惯量的柴油机轴系系统设曲柄长为a,转动惯量为IC,质量为mr;连杆的扭转振动问题进行了研究,建立了直列4缸的柴长为L,质量为mL,转动惯量为IG,连杆质心到小端收稿日期:20080421作者简介:朱向哲(1974-),男,博士,主要研究方向为旋转机械的非线性振动,Email:xzzhu
8、@126.com。66内燃机工程2009年第3期距离为l,活塞质量为mP,曲柄旋转角速度为,活塞则式(5)简化为的速度为v,如图1所示。I()=I0(1-!cos2)(7)曲轴
