柴油机激励下内燃机车司机室隔振性能优化设计研究
发布时间：2021-03-07 11:50
内燃机车在我国铁路运输中占据重要地位,尤其在许多二级干线、专用线以及调车小运转作业中内燃机车仍无可替代。内燃机车运行时需要将燃料的化学能转换成电能,并将电能传递给牵引电机驱动内燃机车沿轨道运动。然而,内燃机车中的柴油机以及与之相连的主发电机在运转过程中由于缸内燃烧爆炸冲击、活塞部件往复运动、以及旋转部件高速旋转等影响,将产生剧烈的内部动态激励力。这些动态激励激发的柴油机以及主发电机振动通过车体底架传递至司机室,引起司机室高频振动与噪声问题,极大降低了司机室的乘坐舒适性,恶化了内燃机车司乘人员的工作环境,危害司乘人员人身健康,从而给司机安全高效驾驶以及科学合理应对紧急情况带来了不良影响。因此,设计科学合理的司机室悬挂结构和参数,降低司机室振动,对提高驾乘舒适性,改善工作环境,提高驾驶安全性具有重要的理论意义与工程应用价值。早期内燃机车司机室与机车底架之间多采用刚性连接,柴油机-主发电机激励产生的振动直接传递至司机室,其隔振效果较差。近年来,随着独立司机室的应用,机车司机室的振动得到了有效控制,但如何科学合理地设计司机室隔振系统动力学参数及其布置形式以达到最佳的隔振效果一直是学术界和企业界...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Sorainen和Rytkonen的测点布置示意图
图 1-2 传统的司机室及座椅[2]图 1-3 传统的司机室及座椅[2]国内外学者很早就开展了关于隔振的研究，但是单自由度和刚体的隔振柔性体系统隔振，Tu 和 Zheng[42]针对柔性体结构隔振作出了相关研究，隔振频率和更高的阻尼能够提高系统隔振率。联邦铁路局于 2006 年制定于修正现有的司机室噪声标准，然而，该标准规定以 A 加权噪声级表示 针对一般工作场所噪声暴露设定的限值，难以衡量以低频噪声信号为主[43]
图 1-3 传统的司机室及座椅[2]尽管国内外学者很早就开展了关于隔振的研究，但是单自由度和刚体的隔振模型难适用于柔性体系统隔振，Tu 和 Zheng[42]针对柔性体结构隔振作出了相关研究，研究表更低的隔振频率和更高的阻尼能够提高系统隔振率。联邦铁路局于 2006 年制定了一个标准用于修正现有的司机室噪声标准，然而，该标准规定以 A 加权噪声级表示，并符 OSHA 针对一般工作场所噪声暴露设定的限值，难以衡量以低频噪声信号为主导的司室。在联邦铁路局项目资助下，Johnson 等人[43]开展了在新一代机车中采用主动噪声制技术结合被动噪声控制技术的可行性研究，并借助实物模型阐释了主动噪声控制技降低低频噪声的机理，主动噪声控制技术能够主要削减柴油机振动信号中存在的典型号。理论上，系统存在负刚度时，可以完全隔离系统的振动，研究者从这个角度出发，计了一系列具有负刚度特征的机构用于系统隔振。Thanh 和 Kyoung[44]针对铁路车辆乘座椅的隔振，设计和架构了用于提高座椅对低频振动信号隔振效率的隔振系统，该隔系统的典型特征是存在对称布置且与正刚度结构平行的两个负刚度结构，如图 1-4 所。在此基础上，对比研究了是否采用负刚度结构的隔振系统的隔振性能，动力学仿真
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optimization Design and Performance Analysis of Vehicle Powertrain Mounting System[J]. Han Zhou,Hui Liu,Pu Gao,Chang-Le Xiang. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(02)
[2]基于自适应遗传算法弹簧刚度优化的可调频多维减振平台设计[J]. 刘乃军,牛军川. 振动与冲击. 2017(13)
[3]计及隔振率的发动机悬置系统稳健优化设计[J]. 胡倩,陈剑,沈忠亮,杨志远. 噪声与振动控制. 2015(04)
[4]内燃机车独立司机室噪声与振动控制方法综述[J]. 胡伊贤,王龙,倪志江,刘晴. 铁道机车车辆. 2015(S1)
[5]HXN3型机车车体设计理念的诠释[J]. 王惠玉. 铁道机车车辆. 2015(S1)
[6]基于刚柔耦合的HXN3司机室隔振系统多维度频率响应分析[J]. 李春胜,曲天威,罗世辉,马卫华. 振动与冲击. 2015(04)
[7]汽车动力总成悬置系统隔振性能仿真方法[J]. 陈克,吕品. 中国机械工程. 2014(20)
[8]内燃机车二级减振结构的研究[J]. 肖守讷,高一丁,方晓福,邵迎安. 铁道机车与动车. 2014(04)
[9]基于遗传算法和拟牛顿法的车辆动力学平衡点混合求解方法[J]. 王宪彬,施树明,刘丽,金立生. 机械工程学报. 2014(04)
[10]内燃机车柴油机激励及其对司机室振动影响分析[J]. 黄鹏,肖守讷,阳光武,周丽莎. 科学技术与工程. 2014(01)
博士论文
[1]重型载货汽车动力总成悬置系统匹配分析及实验研究[D]. 郑利锋.太原理工大学 2017
[2]基于整车振动控制的动力总成悬置系统设计方法[D]. 刘晓昂.华南理工大学 2016
[3]商用车驾驶室悬置系统隔振特性与优化研究[D]. 王楷焱.吉林大学 2011
硕士论文
[1]商用车动力总成悬置系统优化应用研究[D]. 申成振.长安大学 2017
[2]基于遗传算法的纯电动汽车动力总成参数匹配设计[D]. 赵伟辰.吉林大学 2017
[3]汽车动力总成隔振系统评价、分析与优化[D]. 曹璐.南京航空航天大学 2017
[4]某客车动力总成悬置系统隔振性能分析与优化研究[D]. 杨政.厦门理工学院 2016
[5]橡胶减振器的设计与优化[D]. 孙延奎.青岛科技大学 2016
[6]基于ANSYS的货柜车动力总成悬置系统隔振性能分析与优化研究[D]. 梁文博.广西大学 2015
[7]某工程车辆动力总成悬置系统隔振性能优化设计[D]. 李轼.华南理工大学 2015
[8]汽车动力总成悬置系统的优化设计及仿真分析[D]. 章菊.湖南大学 2013
[9]HXN3型内燃机车司机室隔振性能研究[D]. 李春胜.西南交通大学 2013
[10]内燃机车柴油机与车体耦合振动研究[D]. 邵迎安.西南交通大学 2013
本文编号：3069036
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Sorainen和Rytkonen的测点布置示意图
图 1-2 传统的司机室及座椅[2]图 1-3 传统的司机室及座椅[2]国内外学者很早就开展了关于隔振的研究，但是单自由度和刚体的隔振柔性体系统隔振，Tu 和 Zheng[42]针对柔性体结构隔振作出了相关研究，隔振频率和更高的阻尼能够提高系统隔振率。联邦铁路局于 2006 年制定于修正现有的司机室噪声标准，然而，该标准规定以 A 加权噪声级表示 针对一般工作场所噪声暴露设定的限值，难以衡量以低频噪声信号为主[43]
图 1-3 传统的司机室及座椅[2]尽管国内外学者很早就开展了关于隔振的研究，但是单自由度和刚体的隔振模型难适用于柔性体系统隔振，Tu 和 Zheng[42]针对柔性体结构隔振作出了相关研究，研究表更低的隔振频率和更高的阻尼能够提高系统隔振率。联邦铁路局于 2006 年制定了一个标准用于修正现有的司机室噪声标准，然而，该标准规定以 A 加权噪声级表示，并符 OSHA 针对一般工作场所噪声暴露设定的限值，难以衡量以低频噪声信号为主导的司室。在联邦铁路局项目资助下，Johnson 等人[43]开展了在新一代机车中采用主动噪声制技术结合被动噪声控制技术的可行性研究，并借助实物模型阐释了主动噪声控制技降低低频噪声的机理，主动噪声控制技术能够主要削减柴油机振动信号中存在的典型号。理论上，系统存在负刚度时，可以完全隔离系统的振动，研究者从这个角度出发，计了一系列具有负刚度特征的机构用于系统隔振。Thanh 和 Kyoung[44]针对铁路车辆乘座椅的隔振，设计和架构了用于提高座椅对低频振动信号隔振效率的隔振系统，该隔系统的典型特征是存在对称布置且与正刚度结构平行的两个负刚度结构，如图 1-4 所。在此基础上，对比研究了是否采用负刚度结构的隔振系统的隔振性能，动力学仿真
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optimization Design and Performance Analysis of Vehicle Powertrain Mounting System[J]. Han Zhou,Hui Liu,Pu Gao,Chang-Le Xiang. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(02)
[2]基于自适应遗传算法弹簧刚度优化的可调频多维减振平台设计[J]. 刘乃军,牛军川. 振动与冲击. 2017(13)
[3]计及隔振率的发动机悬置系统稳健优化设计[J]. 胡倩,陈剑,沈忠亮,杨志远. 噪声与振动控制. 2015(04)
[4]内燃机车独立司机室噪声与振动控制方法综述[J]. 胡伊贤,王龙,倪志江,刘晴. 铁道机车车辆. 2015(S1)
[5]HXN3型机车车体设计理念的诠释[J]. 王惠玉. 铁道机车车辆. 2015(S1)
[6]基于刚柔耦合的HXN3司机室隔振系统多维度频率响应分析[J]. 李春胜,曲天威,罗世辉,马卫华. 振动与冲击. 2015(04)
[7]汽车动力总成悬置系统隔振性能仿真方法[J]. 陈克,吕品. 中国机械工程. 2014(20)
[8]内燃机车二级减振结构的研究[J]. 肖守讷,高一丁,方晓福,邵迎安. 铁道机车与动车. 2014(04)
[9]基于遗传算法和拟牛顿法的车辆动力学平衡点混合求解方法[J]. 王宪彬,施树明,刘丽,金立生. 机械工程学报. 2014(04)
[10]内燃机车柴油机激励及其对司机室振动影响分析[J]. 黄鹏,肖守讷,阳光武,周丽莎. 科学技术与工程. 2014(01)
博士论文
[1]重型载货汽车动力总成悬置系统匹配分析及实验研究[D]. 郑利锋.太原理工大学 2017
[2]基于整车振动控制的动力总成悬置系统设计方法[D]. 刘晓昂.华南理工大学 2016
[3]商用车驾驶室悬置系统隔振特性与优化研究[D]. 王楷焱.吉林大学 2011
硕士论文
[1]商用车动力总成悬置系统优化应用研究[D]. 申成振.长安大学 2017
[2]基于遗传算法的纯电动汽车动力总成参数匹配设计[D]. 赵伟辰.吉林大学 2017
[3]汽车动力总成隔振系统评价、分析与优化[D]. 曹璐.南京航空航天大学 2017
[4]某客车动力总成悬置系统隔振性能分析与优化研究[D]. 杨政.厦门理工学院 2016
[5]橡胶减振器的设计与优化[D]. 孙延奎.青岛科技大学 2016
[6]基于ANSYS的货柜车动力总成悬置系统隔振性能分析与优化研究[D]. 梁文博.广西大学 2015
[7]某工程车辆动力总成悬置系统隔振性能优化设计[D]. 李轼.华南理工大学 2015
[8]汽车动力总成悬置系统的优化设计及仿真分析[D]. 章菊.湖南大学 2013
[9]HXN3型内燃机车司机室隔振性能研究[D]. 李春胜.西南交通大学 2013
[10]内燃机车柴油机与车体耦合振动研究[D]. 邵迎安.西南交通大学 2013
本文编号：3069036
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