工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)減振方法

1、工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)減振方法工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)減振方法天津大學(xué)韓松濤郝志勇摘要摘要本文從控制振源、隔振措施等方面論述了工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的減振技術(shù)，提出了由被動(dòng)減振到主動(dòng)減搬起石頭砸自己的腳的基本思路，指出了工程機(jī)械減振的可行方法，以及今后的研究方向和可能的發(fā)展。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)振動(dòng)和噪聲是工程機(jī)械工作時(shí)的兩大公害。發(fā)動(dòng)機(jī)是工程機(jī)械主要振動(dòng)源。發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的傳播直接影響到工程機(jī)械的整機(jī)可靠性和使用壽命，同時(shí)也使司機(jī)的乘坐舒適性變差，降低

2、工作效率。必須采用一些有效方法來減少振動(dòng)。1振源控制振源控制振源控制貫穿于設(shè)計(jì)，制造乃至使用的全過程，體現(xiàn)在諸如改善發(fā)動(dòng)機(jī)平衡性能、動(dòng)力學(xué)性能、零部件的加工與裝配精度等。發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中產(chǎn)生振動(dòng)的形式是多樣的，主要原因有：發(fā)動(dòng)朵重心周期性移動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)件沿氣缸上下作用的慣性力，所有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的離心慣性力，氣體壓力交替作用引起曲軸回轉(zhuǎn)周期變化等。這些不平衡力和力矩通?？梢酝ㄟ^附加平衡軸和安裝平衡塊來消除或削弱，還呆以通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參

3、數(shù)來調(diào)整系統(tǒng)的固有頻率，避免結(jié)構(gòu)共振，改進(jìn)系統(tǒng)振動(dòng)特性。如通過對機(jī)體的模態(tài)分析和有限元計(jì)算，來研究機(jī)體的固有頻率的振型等。削弱激振源和避免共振首先應(yīng)從設(shè)計(jì)階段考慮，要在整體設(shè)計(jì)中貫穿系統(tǒng)工程思想，充分應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，如有限元設(shè)計(jì)，可靠性設(shè)計(jì)，穩(wěn)健設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)畏助設(shè)計(jì)以及智能系統(tǒng)和專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2振動(dòng)的隔離振動(dòng)的隔離2.1橡膠隔振傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)采用彈性支承（如橡膠振系統(tǒng)，見圖1）降低振動(dòng)，隔振裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，性能可靠。橡膠

4、支承一般安裝在車架上，根據(jù)受力情況分為壓縮型，剪切型和壓縮剪切復(fù)合型等。壓縮型結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，應(yīng)用廣泛，且由于自振頻率較高，一般限于垂直方向上使用。剪切型自振頻率較低，但強(qiáng)度不高。壓縮剪切復(fù)合型綜合了前面兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)可以滿足耐久性和可靠性要求。這是目前國內(nèi)外最廣泛采用的。為了使隔振橡膠支承系統(tǒng)具有較好的減振性能參數(shù)求一具方向的彈簧常數(shù)不變，其他方向剛度加強(qiáng)的情況下，可采取在橡膠中間加入鋼板來改變縮剪切的彈簧常數(shù)。這樣也可使旬形尺寸

5、減小。2.2螺旋鋼絲繩隔振鋼絲繩作為減振元件具有低頻大阻尼的高頻低剛度的變參數(shù)性能，因而能有效地降低機(jī)體振動(dòng)。與傳統(tǒng)的橡膠減振器相比。具有抗油、抗腐蝕、抗溫差、抗高溫、耐老化以及體積小等優(yōu)點(diǎn)，隔振效果主要取決于它的非線性遲滯特性，如圖2所示。圖3表明鋼絲繩隔振器的回速傳遞率。由圖3可見，即使在共振情況下，鋼絲繩隔振器的加速度傳遞率也小于1。3.3主動(dòng)控制系統(tǒng)主動(dòng)控制系統(tǒng)是指控制單元利用作動(dòng)器來抑制響應(yīng)點(diǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)最佳效果。主動(dòng)控

6、制減振系統(tǒng)應(yīng)用線性實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)節(jié)技術(shù)，采用閉環(huán)控制。目前大多采用流體傳動(dòng)控制或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。文獻(xiàn)4提出了一種主動(dòng)控制吸振技術(shù)，并成功地應(yīng)用在4135G型柴油機(jī)上。文獻(xiàn)5根據(jù)內(nèi)燃楊振動(dòng)特點(diǎn)與規(guī)律研制了一種電磁式有源控制吸振器，提出一種有源吸振器與被動(dòng)隔振技術(shù)相結(jié)合的新型控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對內(nèi)燃機(jī)基頻振動(dòng)的跟蹤消減。并在4135G型柴油機(jī)上試驗(yàn)成功。文獻(xiàn)6對發(fā)動(dòng)機(jī)周期激勵(lì)下的主動(dòng)隔振時(shí)行了實(shí)驗(yàn)研究，利用上層質(zhì)量間相對位移為控制參數(shù)。取得很好

7、的效果。主動(dòng)控制的方法很多，發(fā)動(dòng)機(jī)主要采用最優(yōu)控制法和自適應(yīng)控制法。4結(jié)論結(jié)論隨著人們對工程機(jī)械性能要求的提高，傳統(tǒng)的減振動(dòng)技術(shù)越來越不能滿足要求，采用新的減振技術(shù)勢在必行。今后，我閃一方面要應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和手段，采用先進(jìn)制造技術(shù)，提高發(fā)動(dòng)朵的設(shè)計(jì)制造水平，從而減少或消除發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中所產(chǎn)生的有害激振力和力矩，另一方面要采用和種控制有效，造價(jià)合量的工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)減振系統(tǒng)從而減少發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)對工程機(jī)械性能的影響，提高我國工程機(jī)械產(chǎn)品在市