基于虚拟样机技术的车用柴油机曲轴系统动态特性研究.pdfVIP

段秀兵等：基于虚拟样机技术的车用柴油机曲轴系统动态特性研究 31 基于虚拟样机技术的 车用柴油机曲轴系统动态特性研究木 段秀兵’ 郝志勇z 岳东鹏t 宋宝安 2．310027 (1．300072天津大学 浙江大学) 摘要 结合多体动力学和有限元方法对柴油机曲轴的振动特性进行了分析．建立了柔性曲轴的曲轴系统多 体动力学模型，分析得出主轴承反力和活塞侧向力以及曲轴的扭转振动，并将扭转振动和实验结果比较，验证了 仿真结果的正确性。 AbstractAcombinedfiniteelementmethod(FEM)andsystem multibody canbe tosolvefor crankshaft modeloftheflexible technioueapplied engine dynamic．Themulti—bodydynamics crankshaftisestablishedinthis torsion main reactionforcesand side system paper．Thevibration，thebearing piston loadsareobtained the ofcrankshaft simulationresultsare reliable throughdynamicsanalysis system．The proved by torsion fromsimulatewith comparedvibration experiment． 关键词：虚拟样机技术内燃机曲轴系 柴油机设计开发工作几乎是空白。因此，采用以计 近年来，车用柴油机的NVH特性(noise，vi- brationand 算机建模和计算机仿真分析为核心的现代设计方法 harshness)已成为柴油机设计的必须组 成部分。20世纪70年代末，国际上开始制订车辆噪对柴油机机体的振动特性进行研究，就具有重要的 声法规，以降低噪声对环境的污染。随着社会的发 实际意义。 展，人们对柴油机噪声控制的要求越来越高，是否 1 基于虚拟样机技术的柴油机振动噪声 具有良好的NVH性能将是决定柴油机能否被市场 研究模型 接受的重要条件。 传统的以经验、试凑、静态、定性为特点的设 影响柴油机振动噪声的最主要激励是主轴承反 计方法以及“设计一样机一试验一修改”不断循环 力和活塞侧击力，而曲轴动态特性对两者具有重要 的设计过程已很难满足这一要求。随着CAD技术和 影响n叫1。曲轴动态特性的研究既要考虑他的刚体 各种专业技术软件的开发利用，新理论、新方法、新 运动，还要考虑他的微观振动。单独的多体动力学 i r tuaI 分析和有限元分析都不易解决此类问题。将有限元 技术不断涌现，为虚拟样机技术(V PrototypingTechnology)的应用提供了条件。虚拟 样机技术是一种崭新的产品开发方法，它是一种基 用来解决内燃机曲轴和机体的动力学问题，已成为 于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。 柴油机虚