柴油机配气机构的机械噪声研究

发布时间：2017-04-14 06:07

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【摘要】： 机械噪声是柴油机的主要噪声源之一。本文以4102BG柴油机为研究对象，对柴油机配气机构产生的机械噪声开展了深入的研究。 在考虑机构弹性变形的基础上，建立了4102BG柴油机配气机构的数学模型，并给出了相应的运动微分方程。基于函数凸轮的不连续性，采用分段计算方法对该振动微分方程进行了求解，完成了对该柴油机配气机构的动力学计算；利用TYCON软件建立了柴油机配气机构的仿真模型，求出该柴油机在额定转速下配气机构各部件运转情况及气门落座敲击力曲线。将两种模型的计算结果进行比较，验证了模型的正确性。 为分析气缸盖在受到气门敲击后的振动特性，利用PROE软件建立了4102BG柴油机气缸盖的三维模型，，在对其进行适当简化后，利用ANSYS软件建立了有限元模型并进行了模态分析，初步了解其振动特性；通过APDL语言编程在ANSYS软件中对气缸盖进行了瞬态分析；在此基础上，将求解出的气缸盖表面加速度作为边界条件，在SYSNOISE软件中利用无限元法计算出4102BG柴油机气缸盖表面的瞬态辐射声场。为验证理论计算的正确性，搭建了4102BG柴油机配气机构实验台架，测量出该柴油机配气机构的运行特性及振动噪声情况。 最后，利用相同的计算方法对TBD620型船用柴油机配气机构的机械噪声进行了预测。
【关键词】：柴油机 配气机构 机械噪声 瞬态分析 无限元法
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK423
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题的背景和意义10-11
• 1.2 内燃机噪声概况11-12
• 1.3 机械噪声12-15
• 1.3.1 配气机构噪声产生机理12-13
• 1.3.2 影响配气机构噪声的因素及控制措施13-14
• 1.3.3 气门落座噪声的控制14-15
• 1.4 配气机构的发展状况15-18
• 1.4.1 配气机构的最新发展16-18
• 1.5 本文主要工作18-19
• 第2章 4102BG柴油机配气机构动力学计算19-40
• 2.1 配气机构动力学计算模型理论分析19-23
• 2.2 单质量系统动力学计算23-33
• 2.2.1 单质量系统气门运动微分方程式的建立23-25
• 2.2.2 计算条件的确定25
• 2.2.3 微分方程的求解25-27
• 2.2.4 凸轮型线的计算27-29
• 2.2.5 计算结果分析29-33
• 2.3 多质量系统动力学计算33-36
• 2.3.1 多质量系统振动微分方程的建立33-34
• 2.3.2 初始条件的确立34-36
• 2.4 气门与气门座的冲击计算36-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第3章 4102BG柴油机配气机构的仿真研究40-51
• 3.1 TYCON软件介绍40-42
• 3.1.1 凸轮型线设计41
• 3.1.2 配气机构动力学分析41-42
• 3.1.3 正时传动系和齿轮系动力学分析42
• 3.2 4102BG柴油机配气机构仿真分析42-45
• 3.2.1 4102BG型柴油机配气机构仿真模型的建立42-44
• 3.2.2 模型参数的输入44-45
• 3.3 计算结果分析45-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第4章 4102BG气缸盖模态分析51-57
• 4.1 4102BG气缸盖有限元模型的建立51-52
• 4.2 模型的验证52-53
• 4.3 模态分析53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 4102BG柴油机配气机构振动噪声计算57-70
• 5.1 4102BG柴油机气缸盖的瞬态分析57-60
• 5.1.1 模型载荷的施加57
• 5.1.2 边界条件的确立57-58
• 5.1.3 4102BG气缸盖瞬态计算结果分析58-60
• 5.2 4102BG柴油机配气机构机械噪声计算分析60-69
• 5.2.1 无限元法简介61-62
• 5.2.2 气缸盖无限元计算模型的建立和边界条件的加载62-64
• 5.2.3 机械噪声计算结果分析64-68
• 5.2.4 不同转速下机械噪声比较68-69
• 5.3 本章小结69-70
• 第6章 4102BG配气机构振动噪声实验分析70-78
• 6.1 试验装置和步骤70-73
• 6.1.1 试验装置的安装70-71
• 6.1.2 试验测量仪器71-73
• 6.2 试验结果分析73-77
• 6.3 本章小结77-78
• 第7章 TBD620柴油机配气机构机械噪声预测78-86
• 7.1 TBD620柴油机气缸盖的瞬态分析78-82
• 7.1.1 TBD620柴油机气缸盖模型的建立78-79
• 7.1.2 模型载荷的施加79-80
• 7.1.3 边界条件的确定80-81
• 7.1.4 TBD620气缸盖瞬态计算结果分析81-82
• 7.2 TBD620柴油机配气机构的机械噪声计算82-85
• 7.2.1 TBD620柴油机气缸盖无限元模型的建立82-83
• 7.2.2 机械噪声计算结果分析83-85
• 7.3 本章小结85-86
• 结论86-88
• 参考文献88-91
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果91-92
• 致谢92

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 朱文波;蒋轶谦;程艳;;基于CAD/CAE集成的发动机配气机构数值研究[J];装备制造技术;2011年10期

2 梅加化;;中高速船用柴油机技术的研究[J];机械工程与自动化;2012年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 叶慧飞;某车用柴油机配气机构及皮带传动系统动力学特性分析与改进设计[D];浙江大学;2010年

2 栗语阳;16V620型柴油机振动测试和仿真及各激励力的振动分析[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 朱兰;LJ750摩托车发动机配气机构研究[D];华中科技大学;2008年

4 罗公海;单缸柴油机机械噪声预测与测量[D];山东大学;2010年

5 李帅;发动机配气机构振动噪声研究[D];湖南大学;2012年

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本文编号：305345