发动机振动_精品文档PPT文件格式下载.ppt

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气体压力气体压力发动机振源5发动机点火脉冲发动机点火脉冲发动机点火脉冲发动机点火脉冲:

气体压力气体压力xFsFpFsFpFpFpFpFpFsFsFs只有气体力-无质量作用力是来自汽缸内的压力p气体力Fp在支架上抵消只有气体压力扭矩是合成得:

xFs作用在曲轴和支架上的扭矩大小相等方向相反.发动机振源6发动机点火脉冲发动机点火脉冲发动机点火脉冲发动机点火脉冲:

气体压力气体压力支架上的扭矩与曲轴上的扭矩相等里的形式是周期性功能,它每一转重复一次但是对于4冲程发动机循环来说,汽缸内压力每两转重复一次因此,扭矩TG是曲轴转角的周期性功能,伴随着一个周期性的2倍曲轴转数重复这个压力包括很多顺序:

1,1,2,xFpFpFpFpFsFsFs发动机振源7在曲轴每转发生的点火数4-冲程发动机冲程发动机发动机点火阶次发动机点火阶次发动机点火阶次发动机点火阶次发动机点火阶次发动机点火阶次:

1缸发动机:

点火阶次:

阶次2缸发动机:

1st阶次4缸发动机:

2nd阶次6缸发动机:

3rd阶次点火频率发动机转速600rpm6000rpm不等例如:

4缸发动机,点火（2nd阶次）频率:

f=20Hz200Hz6缸发动机,点火（3rd阶次）顺序:

f=30Hz300Hz8发动机转速（rpm）6000频率（Hz）1003001st阶次3rd阶次例:

6-缸发动机参考参考:

发动机阶次发动机阶次:

发动机速度发动机速度:

频率频率6th阶次6009发动机阶次发动机阶次:

彩色平面图彩色平面图彩色平面图彩色平面图瀑布平面图瀑布平面图瀑布平面图瀑布平面图10发动机阶次发动机阶次:

彩色平面图彩色平面图彩色平面图彩色平面图与发动机阶次无关的噪声由系统共振造成11123456789总体来说,总扭矩会在所有阶次的曲柄产生谐波这中间的许多将会在与其它汽缸结合的过程中被抵消总的扭矩和部件总的扭矩和部件总的扭矩和部件总的扭矩和部件12由于发动机的往复（活塞和连杆）或者旋转（曲轴和曲柄）质量.活塞的平移运动被转化成曲轴的旋转运动汽缸数越多,力就越平衡也更容易平衡发动机惯性力发动机惯性力发动机惯性力发动机惯性力/运动运动运动运动/扭矩扭矩扭矩扭矩lr发动机振源13xlr1st阶次2nd阶次发动机惯性阶次:

数学表达式数学表达式数学表达式数学表达式基础运动学14xlrm惯性不平衡力惯性不平衡力力沿着活塞轴线力与旋转质量和裂纹扩展速度的二次方成比例两大阶次:

第一阶次和第二阶次单缸单缸发动机振源15惯性不平衡力惯性不平衡力多缸多缸F1F2F3FN两个附加汽缸的曲柄角汽缸I减汽缸#1的曲柄角是:

例:

3缸,N=3:

123发动机振源16惯性不平衡运动惯性不平衡运动F1F2F3FN汽缸平面总运动力使汽缸平面产生运动即使多缸不平衡力消除了,运动也不会消除发动机振源17曲轴轴系振动曲轴轴系振动阀系振动阀系振动由曲轴产生的振动是扭转振动活塞敲击声不是发动机振动的主要来源,但是活塞敲击产生的噪声在低速发动机上很容易就能识别阀系振动不是发动机振动的一个主要来源,但是阀系噪声在空转时很容易就能识别出来发动机振动分解发动机振动分解发动机振动分解发动机振动分解附件振动附件振动:

转向助力油泵,散热器,起动机,发动机机体振动发动机机体振动发动机振动通过发动机隔振器传递到汽车车身发动机振源18扭转振动与曲轴相连接的部件与曲轴相连接的部件与曲轴相连接的部件与曲轴相连接的部件:

曲轴连杆和活塞曲轴滑轮正时带/链传动附件带传动飞轮或者半转矩变换器变速器和主动轴什么是扭转振动什么是扭转振动什么是扭转振动什么是扭转振动?

扭转振动由曲轴产生19扭转振动系统的扭转振动可能影响下列辅助系统的工作系统的扭转振动可能影响下列辅助系统的工作曲轴耐久性皮带耐久性和附件NVH性能正时链/带耐久性和NVH齿轮系冲击噪声和耐久性汽车车身低频轰鸣（低频噪声80Hz）和隔室噪声扭转振动导致的问题扭转振动导致的问题扭转振动导致的问题扭转振动导致的问题曲轴共振曲轴应力集中和破坏201.在系统的自然频率内的扭转激励导致曲轴系统的共振2.扭转振动阻尼器扭转振动阻尼器降低了这些振动的振幅.这防止了曲轴的损坏和降低了发动机的噪声和振动扭转振动阻尼器扭转振动阻尼器扭转振动阻尼器扭转振动阻尼器阻尼器阻尼器阻尼器阻尼器1.橡胶阻尼器2.液压阻尼器使用弹性单元去连接另一种惯性再增加一个度降低了特殊频率的振幅扭转振动21扭转振动橡胶阻尼器橡胶阻尼器橡胶阻尼器橡胶阻尼器简单的扭振阻尼器双模态阻尼器扭振和弯曲阻尼器扭转的和轴向的22扭转振动液力阻尼器液力阻尼器液力阻尼器液力阻尼器液力阻尼器结构液力阻尼器结构惯性圈聚硅酮液体外壳23轴的扭转刚性测定和惯性质量运动以及裂纹throw元件固有频率的计算,本征值和发动机的速度临界受迫振动计算:

所有的发动机运行条件的扭转振动振幅曲轴零件的临界扭转应力各种各样的阻尼器模型（橡胶,粘性和弹簧）,2质量阻尼器阻尼器特性的最优化阻尼器热损耗计算曲轴扭转振动计算曲轴扭转振动计算曲轴扭转振动计算曲轴扭转振动计算扭转振动24发动机振动发动机振动发动机振动发动机振动CAECAE分析分析分析分析多体系统（集总质量）模型模拟所有的滑动和转动部件的整体运动计算作用力有限元模型分析结构模式和频率分析结构的动力响应结构缩小方法（SAM）分析结构的表面速度发动机振动CAE25阀系受力包括阀系受力包括阀系受力包括阀系受力包括阀座撞击力阀门弹簧座受力凸轮轴承受力多体系统多体系统多体系统多体系统（集总质量集总质量集总质量集总质量）模型模型模型模型发动机振动CAE集总质量模型通常被建立在ADAMS.发动机集总质量模型包括工艺轴模型和阀系模型这些模型的目的是计算作用在发动机机体上的力,这些力来自机械和燃烧负荷曲柄力包括曲柄力包括曲柄力包括曲柄力包括:

主轴承力活塞侧向推力汽缸顶部所受力26发动机振动CAE有限元分析有限元分析有限元分析有限元分析动力设备模态分析动力设备隔离基准传动系统和轴的分析获得模态频率和附件装置的模态振动响应用来估计发动机隔振器上的振动/横向转动节气门属于表面辐射分析的面速度27燃烧压力负荷主轴承负荷活塞侧向推力负荷有限元分析有限元分析有限元分析有限元分析来自工艺轴系的负荷来自工艺轴系的负荷来自工艺轴系的负荷来自工艺轴系的负荷/力力力力发动机振动CAE来自阀系的负荷来自阀系的负荷来自阀系的负荷来自阀系的负荷/力力力力阀门开启和关闭时的撞击,阀系受力由链/带运动或者齿轮传动造成变速器里的齿轮系受力,传动系统反馈力和运动28发动机振动CAE整个动力设备的整个动力设备的整个动力设备的整个动力设备的FEAFEA在动力设备隔离分析中,刚性动力设备用来简化分析.事实上,挠性动力设备模态与刚性模态不同动力设备模态要满足动力设备隔离要求在动力设备模型与传动系统连接以后,它可以用来分析整个动力系统模态动力设备FE模型通常包括附件装置和支架,它们的模态频率和模态可以容易地获得.29FWD:

纵向弯曲FWD:

横向弯曲发动机振动CAE整个动力设备整个动力设备整个动力设备整个动力设备FEAFEA30发动机变速器螺栓附加的螺栓被加在发动机油盘底部,变速器也增加了肋的厚度和增加了主支撑肋增加的bosses去支撑肋增加的肋替代了下面的支架,10mm厚动力装置振动CAE模态调整和最优化模态调整和最优化模态调整和最优化模态调整和最优化例例例例31在变速器里被改变的变频器外壳厚度导致在所有的垂面上的弯曲频率增加了2-5Hz,横向的和扭转的模态.在变速器箱体上增加的肋来增加纵向的弯曲刚度例例例例模型调整和最优化模型调整和最优化模型调整和最优化模型调整和最优化动力装置振动CAE32例例例例:

调查研究动力导向泵装置的NVH共振频率附件设备的振动一些附件装置被安装在发动机上一些附件装置被安装在发动机上一些附件装置被安装在发动机上一些附件装置被安装在发动机上动力导向泵发电机水泵支架这些装置和它们的支架可能和发动机或者其它零件产生共振增加的凸台增加的肋33激光振动仪激光振动仪光学设备表面速度的非接触测量光学干涉测量法来测量在发射光和反射光中的频率变动高的空间解答被容纳的振动频率范围大仍伴随着波被避免的问题表面的质量负荷安装与源临近环境的不舒适性34