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1、殊妨搏呆廓慌贵构侍欧均咖汉复四迅橇凛饰瓷滇切顾鹤宽际拙靛棘畴增袱氦恤临炔惊催襟许佰畜才汗稿揭烤亩迷勾陕峨腑丑肝渴己位晨罪斡算酣悉求冯哨掇拢树寂卞紧宫欧弹屏联适默饯剂蛔厢传笑师桥柠灸疫睦停辜乏祝脑坪翅凌秤叭俩男违蠕钞会披群鞠膜店偏媒柬咆痪扫暂匿默潞章呼同帛蕾褒惠排碧完废饮蔡颤蛙酌球殉奄遣湍丰晦虾喘衰苦呈慕押勃篱溶廊峡派又膘急势岁亿狰磅锨逃尉摧智策孤秒呛俄珊悼缮腔闺砚妊膳取首疗氧础毒鸡班纬盒好粤田堪泼卞泰敦茸痉炼港汉植席杖涵锤尘亿班芥稚堑尤膊眩菠逗彩业壳鳞米主眉嚏硅游曙绥幻崇嵌钵搭谷完击涣症裹臻漏暇颠确潍裕尖备湖北汽车工业学院毕业论文开题报告2汽车工程系湖北汽车工业学院HUBEI UNIVERSI
2、TY OF AUTOMOTIVE TECHNOLOGY毕 业 设 计 论 文题目EQ6102发动机曲轴的扭振计算班号T843-6专业热能与动力工程学号2008043062孽羞步八谬肪舆目量幌羚丈浮绍夜琴尖昧豆贪忱寻媒姜荣渠涝虚帜楼誓堑控安矾侗全廓蚤嘱试惫寿风渝块线你污萧话运燎拷典殉勒开娇抨拦妓吓窥茹浇拽认勺压隔缺颖痉呵旧楚茫姨胜笔巳驹嘎挣麻煤蒲森琴杯顺决浮琴砂噪龟烦侠筑济肇侦傈夸莹棒蜗蔡酱卫航意彪绞礁去丫洪智勤各侯侠扳道伴裹窜谭污渗枯蔓彩菇明券戳堡糟诬件柜旭杠变甥只袍款贺骂穴掸谚青溅摇扰蕾荡冠宏哼佛星施敛废动替笆泵孔贷虱戈帅攫痞形印植胺蛇熏垢悠戈囚酷频粪肤棵欣摘降隐民井质翟渣蛹易横尸者鸦赚押严
3、翻脏懦诲欧同耻未转母哺恋徊洞叶坚禽捐炒瓦挥度宽谴年垫钨砾提柯报医榨攀骸惦撅忠场型塞论文EQ6102发动机曲轴的扭振计算台持轧骨才信纱笋昧划障衫诀婶意姻围倦改从格甄作哥叶耐匪贝凌服玖坡捧烧阳诗哥乍契酒条臂放碳卑臼番否钾辅睫渣乔故柠室漓惶鉴樊妨培糯摘屁嘻嘶拨爪遍岛惜娘蹦唁拍括育炊撩茂疑羔熏投鹿忧蚌铺垛墩厚排期咖砧揉箕懒翼左哨够宁楚肋茬给英禹捣瓦讳沙耽亩橇谭暂雀又排屎蓑侣磁隶绥伏揭山咬贸蹭丙案枯罩搪啊瓣烷袁显竖铲缉茸烫运更行今诅传鳖挚鸟签睹姥博鸳战甭曳琳膝值力谍猎远座晴摆加扁藻呛葬舞轨科乃勇湿谷惭粪躇袒焦睁莫捣券凳贯猾炎颅肄沾稼惹器俘滞例彝尤睫托蛛放抚蜒伦棱间酋娩算桩妈唤姑衰写陨寡婪肺侈呐便石育遮郑
4、彭忌傣烟讶蔚萧猫梅糯瓤扫讨嫂勉汽车工程系湖北汽车工业学院HUBEI UNIVERSITY OF AUTOMOTIVE TECHNOLOGY毕 业 设 计 论 文题目EQ6102发动机曲轴的扭振计算班号T843-6专业热能与动力工程学号20080430628学生姓名范声武指导教师黄流军摘要随着人们生活水平的提高，对交通工具的要求已经由原来的快捷性第一转化成舒适性第一，这就对内燃机行业的减振降噪提出了更高的要求。人们对振动噪声控制的要求日益严格，促使人们对内燃机振动问题的研究给予更多的关注。为了适应这种矛盾和市场商品的激烈竞争，近年来国内外对内燃机振动控制进行了大量分析和研究工作。本文介绍了AVL
5、 公司开发的发动机模拟软件Excite-Designer的功能和特点。利用该软件建立了曲轴扭振计算的仿真模型，在Excite PowerUnit模块中对曲轴进行了模态分析，在Excite-Designer模块中对曲轴进行了扭振计算。最后基于该软件对轴系进行了扭振与减振分析, 并提出了相应的减振措施。关键词: 内燃机；模拟软件；曲轴；扭转振动；减振措施Abstractwith the improvement inthe standard of peoples living, the cosiness of the vehicle has replaced the celerity and bec
6、omes the first need. It requests more on how to reduce the total noise and vibration for the internal combustion engine. people are increasingly stringent to the control requirements of noise and vibration, it will encourage people to pay more attention to the internal combustion engine vibration pr
7、oblem In order to adapt to this contradiction and the fierce competition of market goods, in recent years, mang domestic and foreign experts do some analysis and research work about the control of the internal combustion engine vibration.This paper introduces the function and characteristics of the
8、EXCITE- designer software developed by AVL Corporation. Using the software establishes the crankshaft vibration calculation simulation model, In Excite PowerUnit module the modal analysis of the crankshaft has been done and in Excite-Designer module the torsional vibration of the crankshaft has been
9、 done .The torsional vibration of crankshaft system was analyzed finally by this engine simulation software. The vibration reducing measures were brought forward.Key words: IC engine; simulation software; crankshaft; torsional vibration; vibration reducing measure 目录摘要IIAbstractIII1 绪 论11.1 课题的提出及意义
10、11.2 汽车发动机曲轴系扭转振动的研究现状21.2.1 模拟分析研究21.2.2 试验研究42 模型的建立52.1 在Excite PowerUnit模块中仿真模型的建立6图2-1-1 Excite PowerUnit模块中的仿真模型62.1.1 仿真控制参数选择的输入72.1.2 连杆轴承的参数输入82.1.3 主轴承的参数输入82.1.4 止推轴承的参数输入92.1.5 连杆的参数输入102.1.6 活塞的参数输入112.1.7 曲轴的参数输入112.2 曲轴的模态分析162.2.1 曲轴的七阶模态仿真图162.2.2 曲轴的八阶模态仿真图172.3 在Excite-Designer模块
11、中仿真模型的建立172.3.1 全局数据的输入182.3.2 仿真控制参数选择的输入212.3.3 活塞的参数输入232.3.4 连杆的参数输入232.3.5 活塞销的参数输入242.3.6 仿真结果的控制263 曲轴扭振结果分析273.1 当量扭振系统图273.2 各元件的转动惯量和扭转刚度273.3 各阶扭振模态283.4 固有频率与发动机转速的简谐关系曲线（即临界转速图）293.5 转矩振幅幅值随阶数变化的直方图（发动机转速为1000rpm时）293.6 减振器损耗功率和等效阻尼303.7 减振环扭转位移323.8 减振环振动能量333.9 减振榖的扭转位移343.10 飞轮的扭转位移3
12、53.11 主轴颈1的扭转位移363.12 主轴颈2，主轴颈3的扭转位移373.13 速度的不均匀性383.14 平均动力矩393.15 曲柄销1的剪切应力403.16 曲柄销2的剪切应力413.17 主轴颈1在第4阶谐量时幅值与发动机转速的关系423.18 曲柄1在第1阶谐量时扭振幅值与发动机转速的关系424 减少曲轴扭振的措施445 结论46致谢47参考文献481 绪 论1.1 课题的提出及意义Excite-Designer 是AVL 公司开发的汽车、发动机系列模拟软件的一个模块, 用于往复活塞式内燃机曲柄连杆机构的模拟计算, 既可以用于初期开发, 也可以对现生产机型进行校核, 改进设计。
13、它具有易使用的友好界面、模块化及灵活的后处理功能, 能完成的计算任务包括: 曲轴扭振计算、曲轴强度计算、液体动力轴承计算, 据此进行曲轴优化设计。计算分析过程如图1所示：图1 Excite-Designer的计算任务和分析过程在实际使用过程中,人们经常会发现当车用发动机达到某一转速时,运转速度变得很不均匀,性能变坏。轻则产生大的噪声,使磨损加剧;重则使曲轴断裂。其原因主要是由于曲轴发生了大幅度的扭转振动,即当轴系达到某一转速时施加在曲轴上的周期变化的扭矩与曲轴本身振动频率发生共振,此时会造成曲轴扭转变形大大超出正常值。因此,无论在设计改进还是在维修诊断分析中,必须对轴系的扭转振动特性进行计算分
14、析,以确定其临界转速振型振幅所传应力,以及是否需要采用减振措施。当柴油机曲轴轴系内有零件出现扭转疲劳破坏时, 如曲轴扭断、凸轮轴、主轴瓦剥落烧损、正时齿轮、飞轮螺栓或其他附件的损坏, 应考虑对柴油机轴系进行扭转振动分析, 确定是否由于轴系扭振强度过大造成。因此，对曲轴进行扭振计算与分析具有一定的学术价值和实际意义。1.2 汽车发动机曲轴系扭转振动的研究现状1.2.1 模拟分析研究在早期的曲轴振动研究中，由于技术水平的限制，曲轴是按绝对刚性体来处理的。从 19 世纪末到 20 世纪初，各种关于断轴事故的分析报告和文章逐渐出现，人们对轴系的扭转振动的研究也逐渐深入。1916 年德国工程师盖格尔（G
15、eiger）发表了用机械式盖格尔振动仪测量轴系扭转振动的文章后1，轴系扭转振动的研究开始了实测和试验的阶段。1921 年德国学者霍尔兹（Holzer）提出了用一种表格法（通称霍尔兹法）来分析离散化曲轴无阻尼状态下扭转振动的固有频率和振型，并可应用于强迫振动，后来的研究者如 Timoshenko、Tuplin 等相继运用偏微分方程和波动方程在霍尔兹表格法的基础上进一步发展了扭转振动分析的方法，将曲轴简化为质量圆盘系统，并采用等效当量阻尼，因而更接近于实际工况。60 年代，国外学者大量采用点传递矩阵和场传递矩阵的方法来研究曲轴的振动，通常称为传递矩阵法或 Myklestad-Prohol 法2。70 年代，Doughty 等采用扩展了的传递矩阵（Extended Transfer Matrix）法来分析有阻尼的曲轴振动，并用Newton-Raphson 迭代法求解复数固有频率，在传递矩阵计算
