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1、车辆与动力技术2006年第3期总第103期Vehicle&PowerTechnology文章编号:10094687(2006)03001607发动机曲轴断裂的仿真分析与探讨梁健(北京同捷华尚产品设计公司长城同捷汽车开发中心,北京100021)摘要:以某12缸V型发动机为例,借用法国AMESim41211动态仿真软件,采用频域和时域分析方法,分析了发动机和传动系统扭振的特点.从无激励振型图和Bode图说明了发动机和传动系统的固有特性,从发动机激励下的扭矩和应力曲线图说明了发动机和传动系统的疲劳强度特性,揭示了发动机共振特点,曲轴断裂原因,以及减振器、弹性联轴器和传动系统对于发动
2、机扭振的影响.为车辆设计人员和发动机设计人员分析发动机曲轴断裂问题和车辆设计过程中发动机匹配问题提供了参考数据.关键词:发动机振动;机械振动;仿真分析中图分类号:TP39119;TK401文献标识码:ADiscussionandSimulationAnalyseforCrackingofEngineCrankshaftLIANGJian(DevelopmentCenterofGWMCarofTJI-HSProductsDesignCo.Ltd.,Beijing,Beijing100021,China)Abstract:Thisthesisentirelyanalysedthe
3、torsionaloscillationcharacteristicoftheengineandthepowertrainthemethodbothinfrequencyfieldandintimefieldwithdynamicsimulationsoftofAMESim41211fromfrance.Akindofengineof12cylinderwithtypeVisanalysedastheexample.Accordingtotheos2cillationmodelplotsandtheBodeplotswithoutexcitation,thenaturalch
4、aracteristicoftheengineandthepowertrainwasexplained.Accordingthetorqueandstressplotswithexcitation,thefatiguestrengthcharacteristicoftheengineandthepowertrainwasexplained.Thesecharacteristicindicatedtheperform2anceofengineresonance,thereasonofcrankshaftcracking,thedampers,thespringcouplings
5、andthepowertrainsontorsionaloscillation.Itprovidedreferencedatatoanalysetheproblemsofenginecrank2shaftcrackingandtosolvetheproblemsofenginematchinginvehicledesigning.Keywords:engineoscillation;mechanismoscillation;simulationanalyse随着军用车辆发动机向高速大功率发展,轴系声增大等等一系列问题.以往,底盘生产企业研发扭转振动引起的故障便屡屡发生,成为人
6、们关注的部门用手工建模,依靠传统经验计算公式估算,或重点.严重的扭转振动将导致曲轴断裂、弹性联轴用MATLAB软件编程简化计算.这样,分析人员节破坏、螺钉松动断裂、传动齿轮点蚀或断裂和噪只能对发动机或传动系统进行片面的和局部的分修稿日期:20060621作者简介:梁健(1957-),男,哈尔滨市人,北京同捷华尚产品设计公司长城同捷汽车开发中心高级工程师.第3期梁健:发动机曲轴断裂的仿真分析与探讨·17·析.另外,底盘制造商往往不了解发动机的扭振情匹配和发动机激励振动特性所造成的发动机扭振问况,而发动机制造商往往又不了解传动系统配置,题.再有,联轴器制造商也不了解发动机和传动系
7、统的扭振情况.所以,在车辆开发阶段往往忽略扭振计1分析方法和原理算和匹配计算,留下隐患.这样,一旦系统出现扭振问题,再分析计算,寻找原因,就会造成巨大损AMESim软件为法国IMAGINE公司开发的系失.统仿真软件.其原理是将机械、液压或电控系统简分别以某12缸V型发动机为例,借用法国化成由标准的单元体组成的简化力学和控制系统数AMESim41211动态仿真软件分析了发动机和传动学模型.描述系统工作过程和结果,可以输出各个系统扭振的特点,解决了一些发动机扭振断裂问节点的动力学、运动学、频域和时域分析数据
