三代液阻悬置非线性动特性的试验研究及其参数识别方法

目前液阻悬置是性能最佳的被动式隔振器,它是汽车动力总成隔振悬置设计开发的首选方案。以第三代液阻悬置为基础,通过对惯性通道的改造以及不同液力机构的组合,系统地研究了惯性通道、解耦膜、节流盘等液力机构以及惯性通道长度及其入口局部损失对液阻悬置动特性的影响规律,揭示了不同液力机构的工作原理以及三代液阻悬置动特性之间的继承和发展关系,为液阻悬置的设计选型提供了直观的依据,并证明了理论分析的正确性。基于动特性试验结果与理论分析结果高度一致的事实,针对液阻悬置动特性的变化特点,提出了识别上液室体积刚度以及橡胶主簧等效泵液活塞面积的新方法,该方法可以有效克服测试误差的影响,原理简单、结果可靠;可以在常规的动特性试验机上进行试验,无需设计复杂的液压试验台。     

车辆动力总成悬置系统参数识别

精确识别车辆动力总成不平衡力以及惯性参数,是对车辆发动机振动进行主动隔离的基础.根据发动机不平衡力只与发动机内部结构以及转速相关的特性,提出一种利用磁流变减振器阻尼参数的可控性,通过测试不同阻尼环境下的各悬置加速度和支座反力,进而识别发动机惯性参数以及不平衡力的新方法.该方法在应用于车辆动力总成悬置系统参数识别时,对比...     

装多级扭转减振器的发动机曲轴系统扭振分析

对装有n级橡胶阻尼式扭转减振器的发动机曲轴系统,建立其扭振分析的通程化模型。该模型适用于任意气缸数的发动机(V型或直列)曲轴系统。以优化参数的单级、两级并联和两级串联扭转减振器为例,对装有优化参数的减振器的发动机曲轴扭振进行计算比对,分析各减振器对发动机曲轴扭振的影响。计算结果表明,以控制曲轴在单简谐激励下各共振峰最小为优化目标选定的减振器,需要经过在实际发动机激励下进行强迫扭转振动分析验证后,方能实现最优选择。     

Minimization of IC engine rubber mount displacement using genetic algorithm

Though many computationally expensive internal combustion engine vibration models are available, simple and computationally efficient tools are required for preliminary design work. The unbalanced forces of rotating and reciprocating parts are the primary sources for the engine vibrations which in turn reduce the durability and reliability of consumer and commercial automotives. So, a significant vibration isolation is needed for both engine and interface between the engine mounts, and it could be obtained with the help of rotating balancing disks attached at both ends of the crank shaft. The masses of the balancing disks and their lead angles influence the effectiveness of vibration isolation that can be measured by the engine mount displacement caused due to engine vibrations. The optimized masses of balancing disks and their lead angles minimize the engine mount displacements that ensure the effective vibration isolation. In this paper, the genetic algorithm is employed to optimize the masses of the balancing disks and their lead angles with an objective of minimizing the engine mount displacements.     

液阻悬置非线性动特性及其参数识别方法

对通道长度不同的惯性通道式液阻悬置的动特性进行试验研究,首次从试验上揭示出惯性通道式液阻悬置在不同幅值位移激励下的频变动特性所具有的不动点特性.基于工程流体力学的相关理论,建立集总参数与液力机构结构几何相关联的液阻悬置非线性集总参数模型,得到动特性的解析解.首次从理论上揭示出惯性通道式液阻悬置在不同幅值位移激励下其储能动刚度存在的不动点.理论与试验揭示的不动点现象高度一致,从而证明非线性集总参数模型的有效性及其分析结论的正确性.鉴于理论分析与试验结果高度一致的事实,结合储能动刚度的不动点以及高频储能动刚度趋于定值的特性,发展了基于非线性集总参数模型的参数识别的新的理论和方法,其原理简单、结果可靠且经济省时.     

基于液—固耦合有限元仿真的液阻悬置集总参数模型动特性分析

探讨应用非线性固体有限元和液-固耦合非线性有限元仿真方法预测与识别液阻悬置集总参数模型的主要参数(如上液室的体积刚度和等效活塞面积、惯性通道中的液体和解耦板及其附连液体的惯性系数与流量阻尼系数等)的分析方法。在此基础上，利用集总参数分析模型对一种轿车用液阻悬置的动特性进行计算分析。数值预测结果与实测结果或近似解析计算结果的对比分析表明，基于液-固耦合有限元仿真方法的液阻悬置集总参数模型动特性分析技术是可行、有效的，其预测结果精度特性满足工程要求。应用这种方法，可以在液阻悬置的设计开发阶段较精确地预测产品的性能和进行优化设计，有利于提高产品设计质量、缩短开发周期。     

Non-linear torsional vibration characteristics of an internal combustion engine crankshaft assembly

Crankshaft assembly failure is one of the main factors that affects the reliability and service life of engines.The linear lumped mass method,which has been universally applied to the dynamic modeling of engine crankshaft assembly,reveals obvious simulation errors.The nonlinear dynamic characteristics of a crankshaft assembly are instructionally significant to the improvement of modeling correctness.In this paper,a general expression for the non-constant inertia of a crankshaft assembly is derived based on the instantaneous kinetic energy equivalence method.The nonlinear dynamic equations of a multi-cylinder crankshaft assembly are established using the Lagrange rule considering nonlinear factors such as the non-constant inertia of reciprocating components and the structural damping of shaft segments.The natural frequency and mode shapes of a crankshaft assembly are investigated employing the eigenvector method.The forced vibration response of a diesel engine crankshaft assembly taking into account the non-constant inertia is studied using the numerical integral method.The simulation results are compared with a lumped mass model and a detailed model using the system matrix method.Results of non-linear torsional vibration analysis indicate that the additional excitation torque created by non-constant inertia activates the 2nd order rolling vibration,and the additional damping torque resulting from the non-constant inertia is the main nonlinear factor.The increased torsional angular displacement evoked by the high order excitation torque relates to the non-constant inertia.This research project is aimed at improving nonlinear dynamics theory,and the confirmed nonlinear parameters can be used for the structure design of a crankshaft assembly.     

双质体碰撞振动的自动隔振和完全稳定

本文提出如何使双质体碰撞振动系统在满足一定的要求下能自动隔振,提出离散系统完全稳定的概念及判别准则;并以冲击式和惯性式振动落砂机为例作了具体计算,为解决长期存在的落砂机使地基振动过烈对基础要求过高的问题提供了理论基础。     

发动机双轴平衡机构的设计方法研究

基于对发动机进行动力学分析基础上,设计发动机设计双轴平衡机构,达到减弱或消除某次往复惯性力的目的以及尽可能的减小本次倾覆力矩。对比安装使用所设计双轴平衡机构前后振动情况,使用双轴平衡极大地改善了该此类发动机的振动特性,完全平衡了某次往复惯性力,最大限度地消减了此次侧倾力矩。本方法的研究对该类型发动机设计及减振设计都具有很强的实用价值和指导意义。     

双级串联式扭转减振器特性及其固有频率测试

介绍一种双级串联式扭转减振器结构,对比分析了当扭转减振器总的转动惯量一定、刚度参数最优时,双级串联式扭转减振器与单级、两级并联式扭转减振器对主系统的减振效果。讨论当曲轴系统等效转动惯量和扭转刚度变化时,双级串联式扭转减振器相比其他两种减振器对主系统减振效果的鲁棒特性;给出了双级串联式扭转减振器各级固有频率的测试与计算方法,并进行了测试分析。     

虚拟样机技术在摩托车降振中的应用

应用虚拟样机技术，首先建立摩托车虚拟样机设计系统的结构，对摩托车车架的动态特性、发动机的惯性激振力进行了分析。通过减小发动机惯性激振力，在发动机与车架间通过柔性联结隔离振动等措施，有效地降低了该摩托车的振动，为摩托车减振这一共性问题探索了一条行之有效的方法。     

车辆发动机悬架系统现状与进展

理想的发动机悬架系统应隔离发动机工作转速范围内由发动机干扰力所引起的发动机振动，并阻止由冲击而激起的发动机弹跳，这意味着发动机悬架的动态刚度和阻尼是与频率和振幅有关的，改善依赖于频率和振幅特性的动态刚度与阻尼是发动机悬架系统发展的关键所在。传统的弹性悬架不能满足所有的要求，它仅能在静偏转和隔振之间进行折衷，特别在低频域，被动的液压悬架能比弹性悬架提供更好的特性，通常半主动技术，由于其可调性而被用来进一步改善液压悬架的特性，为了隔振、低频时主动发动机悬架系统非常硬，而在高频域内被调整的非常软，主动的发动机悬架已被认为是发动机悬架的新一代，发动机悬架系统的优化是相当可取的，但发动机悬架的优化工作出现一些局限性，文中综述国内，外发动机悬架技术的现状与进展。     

汽车动力总成液阻悬置液-固耦合非线性动力学仿真

液阻悬置是一种先进的隔振元件,广泛应用于汽车动力总成的隔振系统中。目前对液阻悬置动特性的仿真均采用集总参数模型,模型所需的物理参数主要由液阻悬置相应的元件进行试验得到。以惯性通道-解耦盘式液阻悬置为研究对象,建立了其性能分析的液-固耦合有限元模型;利用该模型对其静、动特性进行了仿真,并和试验值进行了对比。计算分析了液阻悬置的-些内部特征参数的变化规律,其结果与液阻悬置的工作机理或试验结果相符合。利用液-固耦合有限元模型对液阻悬置进行仿真时,只需橡胶材料的应力-应变关系、液体的性能参数和液阻悬置的几何参数。应用该法可以在液阻悬置的设计开发阶段较精确地预测产品的性能和进行优化设计,有利于提高产品设计质量、缩短开发周期。     

摩托车发动机振动隔离技术的研究与应用

利用弹性隔振器隔离发动机振动是摩托车减振的一种重要方法。以单缸四冲程200型发动机为例，提出了摩托车发动机的弹性隔振原理。通过分析发动机隔振系统和车架的动力学特性，设计了弹性隔振器。研究结果表明，弹性隔振器能有效地隔离发动机的振动，是降低摩托车振动的一条行之有效的途径。     

基于频响函数数据筛选的发动机惯性参数识别

发动机的惯性参数为质量、质心位置的3个坐标、绕3个轴的转动惯量以及3个惯性积共10个参数。在振动模态试验测试的频响函数基础上,提出了利用质量线识别台架上发动机10个惯性参数的改进方法,较精确地识别了发动机的10个惯性参数。根据一定的误差限水平,筛选合适的激励点和响应点处的频响函数数据,剔除互易性差的数据,提高了识别精度。台架试验验证了所提改进方法的正确性。     

准零刚度扭转隔振器振动传递特性研究

针对一种应用连杆弹簧负刚度结构所设计的正负刚度并联扭转隔振器,通过分析其设计参数,得到了其在静平衡位置达到准零刚度的条件。针对所述系统,建立二自由度非线性动力学微分方程,应用谐波平衡法求解了准零刚度隔振器的振动响应。考虑激励幅值、系统阻尼和转动惯量等因素,从扭转振动力矩传递和扭转振动功率流传递两个角度分析了准零刚度隔振系统的非线性振动传递特性。结果表明,此隔振系统具有良好的低频隔振效果,且表现为振动传递的硬特性;从功率流角度的分析还表明,系统的瞬时传递功率流峰值与输入功率流和耗散功率流的变化趋势保持一致。在低于共振区域的低频区间内,隔振系统前后两端的转动惯量对系统振动具有较大影响。最后,对扭转隔振器的振动隔离特性进行了试验验证,试验结果表明,隔振器具有良好的低频振动隔离特性。     

摩托车发动机平衡分析与应用

往复惯性力会给发动机造成震动,笔者通过曲轴连杆的力学分析和数学模型计算,在曲柄壁上加过量的平衡重,来转移往复惯性力,减小振动,提高摩托车的舒适性能.     

发动机半主动液力悬置动特性研究与开发

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立了力学模型和数学模型,进行了动特性仿真,从流体力学的角度分析了液力悬置的结构参数对其动态特性的影响.进行了液力悬置的台架试验,确定了惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律.由此设计开发了通道可调的惯性通道式液力悬置,从而在较宽频带内有效的达到了减振的目的.     

主动隔振与动力吸振器的联合减振研究

针对单层主动隔振系统，研究主动隔振对隔振对象振幅的影响。发现存在临界频率，对于临界频率以下的激励，主动隔振会加剧隔振对象的振动。临界频率是阻尼的函数，选择合适的阻尼可使临界频率尽量小，但存在下限。引入动力吸振器能有效降低隔振对象低频响应的振幅，分析表明，对于舰船的低频噪声，主动隔振与动力吸振器联合减振是一种有效的综合治理方法。     

三缸机传动系扭振试验研究和仿真分析

动力总成的传动系统扭振问题一直是汽车噪声、振动和声振粗糙度(noise,vibration and harshness,简称NVH)领域研究的热点和难点,针对某型三缸机中型多用途汽车(multi-purpose vehicles,简称MPV)高挡位低转速加速时车内振动和噪声问题,基于半消声室转鼓客观测试试验,运用传递路径分析方法,建立了传动系路径激励的识别方法。针对该三缸机动力总成,建立六自由度三缸机传动系扭振集总参数动力学模型,利用Matlab-Simulink软件进行仿真分析,实现了传动系扭振的准确预测和传动系扭振关键参数的分析。研究发现,传动系扭振受到发动机燃烧扭矩、发动机转速、传动系转动惯量和扭转刚度的影响显著,提出的传动系扭振前期开发策略为整车NVH性能的开发奠定了基础。