基于GT-Crank的某汽油发动机曲轴系扭转振动研究.pdfVIP

7月 AIC20 194石家庄．20114 2011年APC#术年☆论i集 基于GT—Cranklj勺某汽油发动机曲轴系扭转 振动研究 王江涛，史来锋，朱兰，蔡志强，王伟民 56) (东风汽车公司技术中心，4300 摘要；运甩GT-C瑚k轼件《ⅡT某汽油短动机曲轴秉扭转振#仿真横■，**打TⅫ*试验■t。mn 对＆分析，W仿真“算模型进#Tr系Ⅻ恪』h在恪{后的模型基m上重新m行T扭转振自“算．新的¨ 算结皋目试验测试镕果吻☆较好。 美键自z^{由发动机、∞轴扭转振动、GT-C枷k、扭*测E 21当量系统换算 发动机曲轴系的扭转振动是影响其动力装 由于实际拄动机的曲轴系十分复杂，无法对 置安全运行的重要园素之一。曲轴系由曲轴和随 其进行建模计算。因此，必须按照振动特性不盘 曲轴起转动的零件纽成。由于曲轴系本身不是 的原则，将其转化为可以进行建模计肄的当最系 绝对刚性的，它除了具有惯性外还有弹性。当受 统。当量系统一般由只有惯量而无弹性的集中质 到周期性变化的气缸内气体压力产生的激励力 量和只有弹性而无惯量的轴段组成。图】为典型 矩和运动质量产生的惯性力矩时，曲轴系就会产 四缸机的当量系统转化示意图。 生扭转振动，曲轴系扭转振动的存在，不仅破坏 了曲轴的原有平衡状态，使机体的振动和噪声显 著增大．还影响配气和喷油定时，产生附加载荷 —蝴^ 加剧传动齿轮的磨损．严重时还会使曲轴断裂。 囡此．在曲轴系设训中进行扭转振动分析有着十 分重要的意义”．Iq。 为了在发动机设计的前期对产品的可靠性 进行有效的预测和控制，在某新汽油发动机的设 辩黼 计开笈过程中，利用GT4==rank软件建立了曲轴 系模型，并对其进行了扭转振动计算。而后．在 该发动机的样机试验阶段．进行了曲轴系扭转振 动测试。利用试验数据对仿真计算模型进行了 标定。 2扭转振动计算方法 鞘鞘羽 魄轴系扭转振动的计算主要青以下三个步 骤：(1)当最系统的换算；(2)自由振动计算；(3) 强迫振动引算pⅡ“。 目2 t日E自自振动§■系缝i毫稠 ■家＆．2011年7月 ffI涛．等+摹f J鲥 GTzr∞k的瓣≮泊发动机∞#系扭转#动R 2．2无阻尼自由振动计算 尼强迫振动的方程为 由n个质晕组成的曲轴系_|{}【转振动计算当 Ⅲ‘{v’}+【c】．(v’卜【Kr押}=【M】 量系统，如图2所示。 其中，【c】为m尼矩阵，【M】为激励力矩矩阵。 分别对每个质量取分离体．由于单个赝犀 fv。J、fv“}为角速度、角加速度向量。 只受惯性力矩和弹性力矩．故旮以下微分方程： 第一质量：Il+vl“+K12+(v1一v2)--0 3 GT-Crank仿真模型建立 第二质最：12+№”+Kl2+(v!-Ⅵ)+K2， (№呐)=0 块．建立了粜汽油机曲轴系扭转振动仿真横犁。 第n质最：Jn+帅”+Kml。+(％m卜1)=o Gl-Crank能够进行多缸发动机曲