基于ExciteDesigner的船用柴油机减振器优化匹配.pdf

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1、2012年第2期(总第128期)内燃机与动力装置I．c．E＆Powerplant2012年4月【模拟计算】基于ExciteDesigner的船用柴油机减振器优化匹配王洪山h，史学钦，朱杨h(1．潍柴动力股份有限公司，a．技术中心；b．应用工程部，山东潍坊261001))摘要：基于AVLexcitedesigner计算软件，建立了某船用柴油机曲轴轴系扭振计算模型。应用该模型优化获得了适合该发动机应用的减振器参数，通过优化参数选取了减振器，经过试验验证，优化参数后选取的减振器符合匹配设计要求。关键词：扭振；减振器；优化匹配中图分类号

2、：TK423．3文献标志码：A文章编号：1673—6397(2012)02—0021—04DamperOptimizedMatchingforaMarineDieselEnginebasedonAVLExiteDesigner’WANGHong—shanlaSHIXue—qinlbZHUYang)(1a．R&Dcenter；lb．ApplicationEngineeringDepartment，WeichaiPowerCo．，Ltd．，Weifang261001，China)Abstract：BasedonAVLExciteDe

3、signer，thesimulationmodelforamarinedieselenginewasestablished．One—dimensionalsimulationofcrankshaftsystemtorsionvibrationwascarried，andthedamperparameterswereoptimizedforthisdieselengine．Thedamperwaschosebasedontheoptimizeddamperparameters，anditsperformancewasverifie

4、dbytestresults．KeyWords：TorsionMVibration；Damper；Optimized自振频率，减少干扰力矩功以及加装减振器。前两引言种方法往往受到发动机结构的限制，因此加装减振发动机工作时，曲轴轴系一直承受周期性变化器成为了最有效的消减扭振的方法。减振器的参数的扭矩作用，因此轴系一直存在扭转振动。发动机包括转动惯量、扭转刚度以及阻尼等，只有这几种参的曲轴轴系振动主要包括扭振、纵振、弯振以及耦数的合理匹配，才能起到最好的减振效果。合。发动机曲轴一般都采用全支撑，弯曲刚度较大，1曲轴轴系振动分析模型因

5、此弯曲振动的自然频率就会较高。曲轴轴系的纵振主要是反映在较大型的行程较长、行程缸径比较发动机的曲轴轴系振动系统，包括曲轴以及与大的发动机中，对于缸径比较小的中小型发动机，纵曲轴一起运动的相关构件(包括活塞、连杆及飞轮向振动并不是主要问题。但是对于扭转振动，较长等)，是连续分布体系。为了简化分析，往往需要将的曲轴、较小的扭转刚度以及较大的转动惯量，往往发动机曲轴轴系简化为离散系。当分析无阻尼自由会导致曲轴扭振频率较低，容易出现在发动机的工扭转振动时，一般简化为“集中质量(有惯量而无弹作转速范围内，从而容易产生共振。因此曲轴扭转性)

6、+弹簧(有刚度而无惯量)的当量系统”；对于有振动是发动机设计过程中必须考虑的重要内阻尼的自由扭振振动，当量系统中需要加入阻尼力容’。矩的影响；当分析有阻尼强迫振动时，则需要加入激发动机曲轴扭转振动的消减方法包括：调整其振力矩，形成“集中质量+弹簧+阻尼力矩+激振作者简介：王洪山(1979一)，男，山东潍坊人，学士，工程师，主要研究方向为发动机设计。收稿日期：2012—03—12·22·内燃机与动力装置2012年4月力矩的当量系统”。表1扭振当量系统中各惯量点的转动惯量采用扩展的霍茨尔法，基于振动微分方程建立转动惯量(Inerti

7、aofNodes)[kgm]发动机曲轴、机体及各种轴承、活塞、连杆等模型，组1减振器外壳(DamperRing)2．225e+00o成曲轴轴系振动系统。其中点惯量通过三维造型软2减振器自由环(DamperHub)1．849e+O0o3梯形台(Segmentl—Mainjoumal1)1．925e一002件求得，单元的扭转刚度通过有限元计算获得。激4主轴颈1(MainJoumal1)1．840e一0o1励载荷由缸内气体压力和活塞连杆等运动件的往复5曲柄销1(CrankPin1)5．879e一001惯性力共同决定来模拟曲轴轴系的实际

8、工作状态。6主轴颈2(Maimoumal2)3．454e—oo1图1为曲轴扭振的模型。7曲柄销2(CrankPin2)5．879e一0018主轴颈3(MainJoumal3)3．454e一0o19曲柄销3(CrankPin3)5．879e一00110主轴颈4(M