考虑发动机耦合振动影响的齿形链正时传动系统动力学分析

发布时间：2017-09-27 19:08

  本文关键词：考虑发动机耦合振动影响的齿形链正时传动系统动力学分析

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【摘要】：齿形链正时传动系统作为发动机的重要组成部分,其动力学特性直接影响发动机的动力性、燃油经济性与NVH性能。传统的齿形链正时传动系统动力学研究仅停留在单体模型,没有考虑发动机系统耦合振动的影响。本文建立了考虑发动机耦合振动影响的齿形链正时传动系统动力学模型,深入研究了发动机耦合振动特性对齿形链正时传动系统NVH性能的影响机理。本文首先基于运动机构的振动响应分析理论,建立了包括机体、曲柄连杆机构、配气机构、正时传动系统的发动机耦合振动响应分析模型。利用AVL EXCITE仿真分析软件分别建立正时传动系统单体模型(单体模型)、考虑阀系振动影响的正时传动系统耦合模型(阀系耦合模型)、考虑发动机振动影响的正时传动系统耦合模型(发动机耦合模型),计算得到发动机在最大转矩与最大功率时的正时传动系统动力学特性。通过三个模型结果的分析,明确了发动机系统弹性振动对链节角速度、链节运行轨迹、链节与各单元的接触力、链节内力、定轨受力、进、排气凸轮轴链轮的角速度波动、各截面张力的影响机理。其次,本文在阀系耦合模型的基础上,分析了曲轴转速波动与液压张紧器预紧力对正时传动系统动力学性能的影响。结果表明:链节与各单元的接触力均受转速波动影响较大;张紧器柱塞受力、动轨受力、链节与各链轮接触力、各截面最大张力均随液压张紧器预紧力的增大而增大,凸轮轴链轮的角度波动随液压张紧器预紧力的增大而减小。最后,搭建正时传动系统链条动态张力测试系统,在发动机台架上测得动轨应变与定轨应变,通过已标定的对应关系推导出链条张力。并将试验结果与发动机耦合仿真结果进行分析对比,结果表明:在误差允许范围内,链条张力变化规律基本吻合,验证了正时传动系统预测模型的可靠性。
【关键词】：发动机 正时传动系统 耦合振动 动力学 测试
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK403
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究齿形链正时传动系统动力学的背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-15
• 1.2.1 基于单体模型的正时传动系统动力学分析9-12
• 1.2.1.1 链传动动力学理论模型9-10
• 1.2.1.2 正时传动系统动力学仿真分析10-12
• 1.2.2 基于耦合模型的正时传动系统动力学分析12-13
• 1.2.2.1 正时链与正时阀系耦合系统动力学分析12
• 1.2.2.2 正时链与发动机系统耦合动力学分析12-13
• 1.2.3 链传动动力学试验13-14
• 1.2.4 存在的不足14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-16
• 2 发动机耦合振动分析模型16-40
• 2.1 运动机构的振动响应分析17-21
• 2.1.1 运动机构在整体坐标系下的振动17-18
• 2.1.2 运动机构振动响应方程18-19
• 2.1.3 运动机构振动方程的模态解析方法19-21
• 2.2 发动机曲柄连杆机构动力学分析模型21-26
• 2.2.1 活塞振动响应分析模型21-22
• 2.2.2 连杆振动响应分析模型22-23
• 2.2.3 曲轴振动响应分析模型23-24
• 2.2.4 机体振动响应分析模型24-26
• 2.3 发动机配气机构动力学分析模型26-29
• 2.3.1 凸轮轴振动响应分析模型27-28
• 2.3.2 阀系组振动响应分析模型28-29
• 2.4 发动机正时传动系统动力学分析模型29-35
• 2.4.1 链条振动响应分析模型29-34
• 2.4.2 定轨、动轨振动响应分析模型34
• 2.4.3 液压张紧器振动响应分析模型34-35
• 2.5 发动机系统耦合振动分析模型35-39
• 2.6 本章小结39-40
• 3 正时传动系统耦合振动分析40-68
• 3.1 模型定义40-46
• 3.1.1 关键参数设置40-44
• 3.1.2 边界条件及分析工况44-46
• 3.2 正时传动系统动力学特性分析46-60
• 3.2.1 链节角速度分析46-48
• 3.2.2 链节运行轨迹48-49
• 3.2.3 链节与各单元接触力分析49-52
• 3.2.4 链节与链节之间的受力分析52-53
• 3.2.5 定轨法向受力及频谱分析53-55
• 3.2.6 凸轮轴链轮角速度波动55-57
• 3.2.7 正时传动系统各截面张力57-60
• 3.3 关键参数对正时传动系统动力学性能影响分析60-66
• 3.3.1 转速波动对正时传动系统的动力学性能影响60-62
• 3.3.2 液压张紧器预紧力对正时传动系统动力学性能影响62-66
• 3.4 本章小结66-68
• 4 正时链条动态张力试验68-74
• 4.1 试验标定68-71
• 4.1.1 链条应变与链条张力标定68-70
• 4.1.2 定、动轨应变与链条应变标定70-71
• 4.2 台架试验71-72
• 4.3 试验数据分析72-73
• 4.4 本章小结73-74
• 5 结论与展望74-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-80
• 附录80

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1 杨英;生产中传动系统的完善[J];管理科学文摘;1996年12期

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3 陈龙宝;发动机和传动系统安全装置的研究[J];能源研究与利用;2000年05期

4 本刊编辑部;新型越野设备传动系统[J];机电产品开发与创新;2001年05期

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6 沈厚友;停车设备升降传动系统[J];起重运输机械;2004年04期

7 韩文,常思勤;二次调节静液车辆传动系统的智能PID控制[J];农业机械学报;2004年05期

8 许翔;毕小平;王普凯;;履带车辆传动系统的传热仿真[J];农业机械学报;2007年04期

9 Bernd-Robert Hoehn;;传动系统的能效改善[J];现代制造;2007年23期

10 Jochen Schmitt;;线性传动系统标准化[J];现代制造;2008年26期

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1 王书林;崔文好;;传动系统柔性化理论依据[A];中国机械工程学会物料搬运专业学会第三届年会论文集[C];1988年

2 史文胜;;化灰机传动系统安装工艺研究[A];河南省冶金企业创新与和谐发展研讨会——暨技术经济年会论文集[C];2008年

3 龙威;赵彬;;精密空气静压导轨组件传动系统的设计与分析[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年

4 姚远;张红军;罗峗;金鼎昌;;机车传动系统扭转-轮对纵向耦合振动分析[A];第十届中国科协年会论文集（一）[C];2008年

5 赵克刚;姚伟浩;;车辆传动系统旋转部件扭振固有特性测试方法研究[A];“广汽丰田杯”广东省汽车行业第七期学术会议论文集[C];2013年

6 陈宝瑞;李和言;孙涛;;静液传动系统模型参考自适应控制仿真分析与试验研究[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年

7 贺元成;罗旭东;冯彦宾;郑自求;;DMGH传动系统的特点及探讨[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年

8 王斌;;某型活塞发动机的发电机传动系统改进[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年

9 姜继海;曹健;高维忠;;二次调节静液传动系统分段PID转速控制及其试验研究[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集（第二卷）[C];2000年

10 尹华兵;邵朋礼;程瑞廷;;机械传动系扭振通用模型研究[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年

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2 王凤金;北车青岛四方所科研成果打破国外垄断[N];青岛日报;2011年

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9 肖燕;英国GKN传动系统部加快中国拓展[N];科技日报;2004年

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本文编号：931392