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发动机隔振系统优化设计研究

潘延亮  
【摘要】:对于车用发动机或者台架发动机,其工作过程中产生的不平衡力和力矩是引起车辆或者试验台架振动的主要激励源。设计一个隔振性能良好的发动机隔振系统,可以降低发动机的振动向支撑基础的传递,改善车辆的乘坐舒适性,改善台架实验室的工作环境。本文以某台架发动机单层隔振系统和某内燃动车动力总成双层隔振系统为研究对象,主要开展以下工作: 1)利用MATLAB软件开发单、双层发动机隔振系统优化设计程序——EVISOD程序,并通过ANSYS软件和ADAMS软件对其进行了验证。 2)针对某单层发动机隔振系统,运用EVISOD程序对优化前后系统的固有特性及动态响应特性进行了计算,发现优化后,系统的解耦度明显提高,系统的振动烈度明显降低,在发动机工作频率范围内,系统的振动传递率也得到了明显的改善,系统隔振器处z向动反力也得到降低。基于蒙特卡罗法,研究了隔振器刚度偏差对系统固有特性、振动烈度及隔振器处z向动反力的影响。 3)针对某双层隔振系统,运用EVISOD程序分析了系统采用优选刚度方案时的振动特性,并分别运用枚举法优化程序和解耦法优化程序对系统进行了优化设计,结果发现优化后的刚度方案与理论优选的刚度方案比较接近。以理论优选方案为基础,研究了动力总成系统分别采用单层隔振和双层隔振时系统的振动传递率情况,结果表明,在激振频率大于30Hz时,采用双层隔振时系统的振动传递率比采用单层隔振时小得多,从而证实了双层隔振在高频激励系统中的优越性。分别研究了动力总成系统的振动特性随着一级隔振器Kx|Ky与二级隔振器Y向刚度Ky的变化规律,为系统的进一步优化提出了比较明确的方向。最后,基于蒙特卡罗法,研究了隔振器刚度偏差对系统固有特性、振动烈度及二级隔振器处z向动反力的影响。 4)总结发动机隔振系统的一般设计流程及要点,旨在指导设计人员,特别是非专业设计人员通过设计流程及要点就可以设计出隔振性能良好的隔振系统,具有一定的工程实用价值。


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