配缸间隙对发动机机体振动噪声影响研究

分析活塞配缸间隙对活塞2阶运动的影响,优化活塞动力学特性,对于发动机减振降噪具有重要意义。以非道路4缸高压共轨柴油机为研究对象,建立了活塞动力学计算模型及整机多体动力学计算模型,进行了配缸间隙对活塞动力学与发动机机体振动噪声影响的仿真分析;对机体和曲轴进行模态试验,验证了有限元模型的准确性。通过整机的仿真分析,结果表明:配缸间隙增大后,摩擦平均有效压力依次减小;活塞敲击力先小幅减少,然后急剧增大,最后趋于稳定。在主推力侧,不同配缸间隙计算方案均在2阶谐次下出现最大振动峰值;在次推力侧,振动在800～3 000 Hz频段内差异比较明显,在2 000～3 000 Hz频段内差异尤为显著。机体噪声的1/3倍频程分析显示不同配缸间隙计算方案在中心频率500Hz时出现最大声功率级。     

柴油机缸套磨损故障的机体振动监测研究

研究了柴油机缸套磨损故障的机体振动监测,包括缸套破坏性磨损故障时的机体振动。首先分析了活塞对气缸套的冲击,建立了活塞撞击气缸套侧推力的数学模型,探讨侧推力的大小及作用时间。分析表明,柴油机活塞撞击是机体表面振动的主要激励源。通过模拟试验得知,缸套磨损状态有4种,当缸套间隙正常或中等磨损时,机体振动的增长速度较慢;严重磨损时,振动特征参数值明显增大;如果缸套处于破坏性磨损程度时还继续工作,机体振动则呈指数式增长。这说明机体表面振动特征值的改变可以反映缸套间隙的变化,因此,基于柴油机机体振动对缸套的磨损进行监测是可行的、有效的。     

规则凹坑缸套表面对柴油机振动的影响

内燃机活塞横向运动对缸套的撞击是机身振动信号最主要的激励源,其撞击情形完全反映在机身表面振动信号之中。通过对比分析装配普通缸套和表面凹坑处理的缸套两种工况下柴油机机身表面振动信号,研究规则凹坑缸套表面对柴油机振动的影响;采用小波包分解与重构的信号处理方法,获取高频信号分量并提取能量特征。研究发现,表面凹坑处理的缸套能够改善缸套-活塞组间的润滑性能,在油膜的阻尼下,活塞对缸套的横向撞击得到减轻;采取小波包分解与重构的信号处理方法,可以有效地提取信号某个频率段的信号特征。     

激励力对发动机机体表面振动影响的仿真分析研究

发动机工作时内部主要激励力包括燃气爆发压力、活塞连杆等运动件惯性力、配气机构激励力和活塞敲击力等,机体表面振动是发动机内部各种激励力叠加的响应,构成成分复杂。通过AVL EXCITE软件,建立有限元与多体动力学联合仿真模型,计算获得不同激励力作用下的机体表面振动信号数据,再通过时域、频谱分析,研究激励力对机体表面振动的影响,从而解决真实发动机难以进行相关试验测试分析的问题,为发动机振动分析与优化设计提供可靠的依据。     

车用柴油机机体振动信号采集与分析

车用柴油机工作时的激振力最终都汇集到柴油机的机体上,采用压电式加速度传感器对机体振动信号进行采集与分析,对柴油机在不同的进气门间隙、排气门间隙及喷油压力下的机体振动状态进行分析。采用小波分析法使得不太强的频率信号特征以显著的能量变化形式表现出来,可为柴油机不同工作状态的分析提供参考。     

卡车柴油机缸体表面振动特性与内部件故障诊断的试验研究

随着卡车使用时间和行驶里程增长,活塞在柴油机内部往复高速直线运动产生磨损,活塞与缸壁间隙加大会产生振动频率较大的异响。本文分析缸体振动来研究活塞撞击柴油机缸壁的振动特性,通过试验测试改变配缸间隙来模拟柴油机磨损后产生振动特性,比较分析柴油机正常工作与磨损后工作的振动特性,用非正常缸体表面振动特性判定汽缸内部件的磨损故障,同时能对卡车柴油机运行状况进行检测,为卡车柴油机内部故障诊断提供有效帮助。     

活塞结构参数对二阶运动动态敲击力的影响规律研究

在考虑活塞二阶运动的基础上,建立了活塞的有限元模型,利用AVL EXCITE建立二阶运动仿真模型,并分析了活塞销偏置、活塞重心改变、配缸间隙等结构参数对活塞与缸壁之间动态敲击力的影响,最后设计了二次回归正交试验对活塞敲击力峰值的变化规律进行了方差分析。结论表明:对动态敲击力峰值影响最大的为配缸间隙,其次为活塞销偏置,影响最小的为活塞重心Y向偏置。     

柴油机曲轴滑动轴承异常振动试验与研究

利用试验装置进行测试、数据采集、分析与比较,测量柴油机滑动轴承在异常间隙下的稳态与非稳态的振动信号,针对轴承与轴径磨损后的振动特征,对测试结果的频率特征、峰值及转速等进行了深入的研究与分析,实现了轴承磨损后间隙增大与振动的准确诊断及预报。     

柴油机主要运动部件的振动监测与诊断技术

本文介绍利用柴油机表面振动信号不解体诊断活塞－气缸套磨损、气阀漏气和主轴承磨损状态的研究，通过实测柴油机的表面振动信号和分析与计算，提取了振动信号的特征参数。研究表明：可以用表面振动信号诊断活塞－气缸套磨损、气阀漏气及主轴承磨损等主要运动部件的机械状态。     

活塞销偏置对非道路柴油机振动与噪声的影响研究

基于发动机活塞运动方程及柔性多体动力学理论,运用模态综合方法对机体和曲轴进行模态缩减,建立了活塞动力学计算及整机多体动力学仿真模型,通过模态试验对有限元仿真模型的准确性进行验证。仿真分析了不同活塞销偏置量对活塞动力学及发动机振动噪声的影响规律,结果表明:随着活塞销负偏置量的增加,压缩上止点附近的活塞敲击时刻提前,敲击能量逐渐减小。不同活塞销偏置方案下,发动机机体、汽缸盖罩、油底壳、齿轮室罩及飞轮壳均在二阶谐次下振动较剧烈,当活塞销偏置-1.6 mm时,振动最剧烈。随着活塞销负偏置量的增加,各部件表面辐射声功率级先减小后增大,在1/3倍频带500～1 250 Hz中心频率的表面辐射声功率级较大,活塞销偏置-0.4 mm时声功率级最小。综合活塞动力学、振动及噪声特性的分析结果,此发动机的活塞销负偏置设计值应取0.4～0.8 mm最好。