全工況下內(nèi)燃動(dòng)力總成軸系扭振分析及控制.pdf

1、隨著內(nèi)燃動(dòng)車組的蓬勃發(fā)展，動(dòng)力總成裝置對可靠性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性有了更高的要求，同時(shí)，日益短缺的資源迫使動(dòng)力總成軸系朝著高性能、輕量化的方向發(fā)展。而作為機(jī)組動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，動(dòng)力總成軸系的扭振性能對系統(tǒng)可靠性和壽命具有至關(guān)重要的作用，其扭振問題逐漸突出并備受關(guān)注。
　　本論文以某內(nèi)燃動(dòng)力總成軸系為研究對象，采用試驗(yàn)分析和仿真計(jì)算相結(jié)合的方法，對動(dòng)力總成軸系在全工況下的扭振特性進(jìn)行了研究。
　　針對內(nèi)燃動(dòng)力總成軸系扭振問題，分別采

2、用彈簧阻尼型聯(lián)軸器和橡膠彈性聯(lián)軸器，進(jìn)行了全工況下的軸系扭振試驗(yàn)分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，啟動(dòng)工況下聯(lián)軸器交變扭角差較大，穩(wěn)態(tài)工況和提速工況下軸系關(guān)鍵部件扭角幅值基本滿足要求，根據(jù)此特性，提出了對現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充、完善的建議。此外，機(jī)組在采用兩彈聯(lián)情況下，軸系扭振特性類似，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)隨轉(zhuǎn)速變化規(guī)律一致。
　　為全面分析動(dòng)力總成軸系動(dòng)力學(xué)特性，針對橡膠彈性聯(lián)軸器動(dòng)力總成軸系，建立了TVCA和AMESim當(dāng)量系統(tǒng)模型，并進(jìn)行了全工況下的

3、強(qiáng)迫扭振計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，軸系啟動(dòng)工況下聯(lián)軸器軸段扭矩較大，提速工況下軸系動(dòng)態(tài)響應(yīng)較穩(wěn)態(tài)工況下略大，而停機(jī)工況下軸系動(dòng)態(tài)響應(yīng)較啟動(dòng)工況下略小。在柴油機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，除曲軸自由端3.0諧次在低轉(zhuǎn)速下超過規(guī)定限制0.15°外，其他響應(yīng)基本滿足要求。
　　為對軸系扭振控制提供參考，從全工況角度出發(fā)，全面分析了聯(lián)軸器剛度和阻尼、減振器剛度以及電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量參數(shù)對軸系固有特性及強(qiáng)迫響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明，改變聯(lián)軸器剛度和電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量，可

4、改變軸系第一階固有頻率，影響不同工況下軸系的動(dòng)態(tài)響應(yīng);而聯(lián)軸器阻尼參數(shù)變化，對軸系共振轉(zhuǎn)速處響應(yīng)影響較大。
　　針對不同工況下的軸系扭振問題，從參數(shù)優(yōu)化、電機(jī)帶動(dòng)啟動(dòng)、單缸發(fā)火啟動(dòng)方面進(jìn)行了啟動(dòng)工況扭振控制，從參數(shù)優(yōu)化、負(fù)載特性優(yōu)化方面進(jìn)行了提速工況扭振控制。結(jié)果表明，上述方式均可有效抑制軸系動(dòng)態(tài)響應(yīng)。此外，從聯(lián)軸器選型設(shè)計(jì)角度，提出了利用變剛度聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)全部穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)無主要諧次共振的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
　　綜上所述，全