柴油机机械-液压调速器耦合动力学特性分析.pdf

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1、第40卷第6期2011年12月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTl0NENGINEANDMOTORCYCLEV01．40No．6Dec．201l柴油机机械一液压调速器耦合动力学特性分析+高浩鹏刘振明欧阳光耀黄映云(海军工程大学船舶与动力学院湖北武汉430033)摘要：以计算多体系统动力学理论为指导，建立了柴油机机械一液压调速系统的耦合动力学分析模型。分析并正确添加了构件间的约束关系、模型的初始条件以及边界条件；在此基础上模拟调速器的工作过程并对其动态特性进行分析。结果表明该模型及求解过程的可行性和可靠性，为调速系统的性能和结构优化奠定了一定基础。文中的耦合建模和求解

2、过程也可以应用于其它液机耦合设备。关键词：柴油机调速器机械一液压多体动力学中图分类号：TK422文献标识码：A文章编号：1671—0630(2011)06—0047—04TheCharacteristicAnalysisofCouplingDynamicsabouttheMechanical-HydraulicGoVernorofDieselGaoHaopeng，LiuZhenⅡling。ouyangG岫ngyao，HuangYingy岫CollegeofNavalArchitecture锄dPower，NavalUniversityofEngineering(Wuhan，Hubei，43

3、0033，China)Abstract：Withtheinstlllctionofcomputationaldynamicsofmulti-bodysystem，consideredcouplingfactorsbetweenthemechanicaJandhydraulicsystem，thewholegovemormodelusedindynamicsanalysiswaLsestab—lished．AnalyzedtheseveraJiⅢ1uencef砬tors，theconstminrelationsofgovemorsubassembly，theinitialcon—dition

4、sandboundaryconditionsweIeadded．Basedonthese，tlleworkingprocessofgovemorwassimulated，andthenthedynamicscharacteristicswereanalyzed．TheresultsshowthatthemodelandthesolvingpI．ocessarecorrectandcredible．ThesepavethewayforthefunherstudyaboutstmctureandcapabilityoptimumofthespeedgoVemingsystem．Thewhole

5、analysisprocessprovidesasimpleandfeasibleapproachthatcanbeusedinothermechanicalandhydraulicsystem．Keywords：Diesel，Govemor，Mechanical—hydraulic，Dynamicsofmulti-body引言柴油机作为船舶的主推进动力和发电机动力，是船舶的动力之源，在船用设备中占有币要地位，而调速器作为柴油机的一个极其重要的控制部件，对柴油机的整机性能以及船机桨的匹配特性起着关键的作用⋯。随着现代控制技术的发展，电子调速器已广泛应用于车用内燃机L21；但目前船用大型柴油

6、机的调速系统仍然采用机械一液压耦合系统，而这些调速器在引进和生产时对其动态特性并未作过多分析。目前，对机械一液压调速器的研究主要建立在数学模型基础上的参数特性分析，由于耦合系统较为复杂并且非线性因素较多，导致该方法求解难度大并且精确度和实时性难以保证。随着CAx技术特别是虚拟样机技术的发展，对机械一液压调速器三维实体精确建模以及耦合动态动力学特性分析成为可能。本文以多体动力学理论为指导¨1，在建立机械一液压调速器三维实体模型的基础上建立其多体动力学模型，构建其液机耦合系统并进行动力学特性分析。1基于多体动力学的机械一液压调速器耦合模型的建立}基金项目：海军]：程大学自然科学基舍(HGDJJ

7、08009)。作者简介：高浩鹏(1986一)，男，博L研究生。主要研究方向为内燃机计算机仿真及抗冲击研究。小刭内燃机与摩托车笫40卷1．1多刚体实体模型的建立机械一液压调速器结构复杂、零件较多，对其进行物理建模是一项繁杂的任务，但能否准确、精确建模对计算结果有很大影响。本研究基于计算多体动力学理论，以参数化控制的方式对调速器各个部件进行实体建模，特别是对其控制和执行元器件进行精确建模；利用三维建模与动力学分析软件之间的无