发动机曲轴溷联式扭转减振器.doc

摘要 发动机的扭转振动严重影响了整车的舒适性。本文基于多级并联和串联扭转减振器的设计背景，提出混联式曲轴扭转减振器的设计，对扭转减振器的优化方案做了介绍，建立了两种三级混联减振器的简化模型，运用MATLAB软件对其参数进行优化分析，并运用CATIA软件对其进行实体建模。分析完扭转减振器的优化参数，结果表明本研究成果对曲轴扭转减振器的设计有一定借鉴价值。 关键词：发动机振动；曲轴扭转减振器；混联；优化  Abstract The Torsional Vibration (TV) of engine seriously affects the comfort of vehicle. Based on the background of parallel and serial multi-stage torsion damper design, the hybrid design of crankshaft Torsional Vibration Absorber (TVA) is proposed. This paper describes the optimization program of the TVA and establishes two simplified models of hybrid tri-mode TVA. The paper analyzes the optimization parameters with MATLAB and modeling TVA with the CATIA. After analyzing optimization parameters of TVA, the result indicates that the conclusions of this paper have some reference value for the design of TVA. Keywords: engine vibration; torsional absorber; hybrid-mode; optimization.  目录 摘要 I Abstract II 1 概述 1 1.1 课题背景 1 1.2 国内外现状 2 1.3 课题主要内容 4 2 扭转减振器介绍 5 2.1 扭转振动的控制方法 5 2.2 扭转减振器的种类 6 2.3 扭转减振器的结构 8 2.3.1 单级扭转减振器 9 2.3.2 多级并联式扭转减振器 10 2.3.3 多级串联式扭转减振器 11 2.3.4 硅油-橡胶复合式扭转减振器 12 2.3.5 弯扭复合式减振器 13 3 扭转减振器设计理论 14 3.1 动力吸振器设计原理 15 3.2 多级扭转减振器简化模型 16 3.2.1 两级并联式扭转减振器的简化模型 16 3.2.2 三级并联式扭转减振器的简化模型 17 3.2.3 两级串联式扭转减振器的简化模型 18 3.3 三级混联式扭转减振器传递率的计算 18 3.4 多级扭转减振器参数的优化方法 24 4 三级混联式扭转减振器计算及优化程序 27 4.1 参数计算及优化程序界面 27 4.2 三级混联式扭转减振器参数计算及优化 29 4.3 三级串并联扭转减振器的优化结果 33 4.4 三级扭转减振器优化结果对比分析 33 5 三级混联扭转减振器的建模 36 5.1 三级混联扭转减振器的建模 36 5.2 三级混联减振器的结构说明 38 6 全文总结 41 6.1 主要结论 41 6.2 不足与展望 41 致谢 43 参考文献 44 图1.2 单自由度系统和双扭摆 在国内，随着对内燃机污染（尾气、噪声）、油耗、可靠性、动力性、舒适性的要求越来越高，已有的传统曲轴轴系设计方法也越来越难以适应内燃机设计的需要，不能满足人们对汽车舒适性的要求，因此出现了许多对曲轴扭转减振器的更精确、更全面的研究设计方法。目前对于单级橡胶扭转减振器，已有较成熟的设计理论和计算方法，如动力吸振原理法、多质量系统模型法及有限元模型法等。这些方法在对减振器进行优化设计时大多以降低曲轴最大振幅为目标。随着发动机发展的轻量化和高功率化，受到橡胶的低阻尼限制，单级扭转减振器已满足不了扭转振动的控制要求，目前，越来越多的汽车上已开始使用多级橡胶扭转减振器，然而对于多级混联式扭转减振器却很少有人提及[4]。 近年来随着汽车发展的小型化、轻型化及对传动空间紧凑化、传动高效率化的要求，多楔带被广泛使用，这使得发动机前端附件(包括水泵、发电机、动力转向泵及空调压缩机等)由传统的多根带传动，变成了一根带、一次驱动的所谓蛇形带传动方式。这种带传动方式不但使发动机前端附件驱动系统布置紧凑，节省空间，而且还同时具有平带传动的灵活性和V带传动的高效率特点