基于可靠性約束的直列四缸柴油機(jī)平衡機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、直列式四缸柴油機(jī)由于功率大、外形尺寸小和良好的經(jīng)濟(jì)性能,而具有明顯的匹配優(yōu)勢(shì),應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由于直列式四缸柴油機(jī)本身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),其無(wú)法通過(guò)自身平衡二級(jí)往復(fù)慣性力和慣性?xún)A覆力矩,從而引起柴油機(jī)的低頻振動(dòng),影響其向高端應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。加裝雙軸平衡機(jī)構(gòu)是直列式四缸柴油機(jī)主動(dòng)減振的技術(shù)關(guān)鍵,成為其發(fā)展一個(gè)趨勢(shì)。
　　 分析了直列式四缸柴油機(jī)激振力的特點(diǎn),闡述了雙軸平衡機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理。某型直列式四缸柴油機(jī)安裝有只能平衡二級(jí)往復(fù)慣性力非全長(zhǎng)

2、式A類(lèi)平衡機(jī)構(gòu),為了部分消除傾覆慣性力矩和減少對(duì)平衡機(jī)構(gòu)的改動(dòng),采用“粗一細(xì)雙軸”平衡設(shè)計(jì)理念,借助MATLAB優(yōu)化工具對(duì)平衡機(jī)構(gòu)的安裝位置和粗細(xì)雙軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),優(yōu)化后該型柴油機(jī)傾覆力矩衰減了19.51％,工作噪聲降低5.0dB(A)。
　　 平衡機(jī)構(gòu)平衡軸受載變形導(dǎo)致軸頸傾斜影響滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑狀態(tài),因此經(jīng)常出現(xiàn)燒瓦或抱軸故障,為此設(shè)計(jì)出了對(duì)中性、潤(rùn)滑性能更好的回轉(zhuǎn)雙曲面滑動(dòng)軸承并對(duì)其進(jìn)行可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì),提出了基于網(wǎng)格

3、法的統(tǒng)一目標(biāo)優(yōu)化算法。優(yōu)化后滑動(dòng)軸承摩擦功耗降低23.1％,溫升降低54.0％。建立了軸頸傾斜圓柱面和回轉(zhuǎn)雙曲面滑動(dòng)軸承流體動(dòng)力潤(rùn)滑模型,借助MATLAB工具應(yīng)用數(shù)值算法解得其潤(rùn)滑模型,對(duì)比分析了兩種滑動(dòng)軸承在不同工況下油膜壓力、厚度分布、軸頸傾斜角度、平衡力矩和靜態(tài)特性,可知回轉(zhuǎn)雙曲面滑動(dòng)軸承對(duì)受載或形位公差導(dǎo)致軸頸傾斜的適應(yīng)能力更強(qiáng)。
　　 建立了軸承一平衡軸系統(tǒng)的有限元簡(jiǎn)化模型,借助于ANSYS軟件對(duì)模型進(jìn)行模態(tài)分析?？芍?/p>