文档介绍：东北大学
硕士学位论文
柴油机配气机构和轴系的动力学特性研究
姓名:祝海锋
申请学位级别:硕士
专业:一般力学与力学基础
指导教师:袁惠群
20070201
摘要柴油机配气机构和轴系的动力学特性研究东北大学硕士学位论文配气机构是柴油机中的一个重要部件,其性能的好坏将直接影响到整机的工作性能,因此配气机构动力学模型的研究是当前柴油机研究的主要方向之一。柴油机配气机构特别是气门,经常处在高温、高压下工作,因此气门机构是柴油机最容易发生故障的零部件之一。其中,气门间隙异常是最常见的一种故障,其后果将影响气缸内的换气质量,严重时会导致燃烧恶化。因此,对气门间隙异常的早期发现和诊断是非常必要的。曲轴作为柴油机最大的部件,它的扭转振动特性对整机的可靠性、经济性、动力特性及噪声都有十分重要的影响,因此柴油机轴系系统的扭转振动成为柴油机设计工作者必须本文主要以柴油机配气机构和轴系系统为研究对象,研究配气机构的动力学特性、轴系的扭转振动特性以及由气门间隙异常引起的气门故障。在柴油机原理和柴油机故障诊断技术的指导下,采用理论分析,数值模拟与试验测试结果相对比的研究模式,重点对柴油机配气机构的动力学建模、变惯量引起的轴系的扭转振动以及由气门间隙异常引起的气门故障诊断机理,哉障特征等内容进行了研究,主要的工作有:谝延信淦沟ブ柿磕P偷幕∩:当凸轮处于缓冲段时,气门振动较小;当凸轮处于基本段时,气门的位移、速度和加速度急剧增大,振动较大。攵阅壳岸耘淦寡芯康牟蛔悖谀壳耙延械牡ブ柿磕P偷幕∩辖懈慕建立了配气机构更加切合实际的四质量动力学模型。然后利用直接数值积分法进行计算,并与单质量模型和试验测试数据进行了对比,验证了该模型建立的正确性。邮庇蚝推涤蛄礁龇矫娑耘淦钩<墓收辖辛搜芯浚⒂胧匝椴馐越峁进行了对比分析。结果表明:当气门间隙较小时,气门提前开启,气缸内压缩压力下降,功率下降;当气门间隙较大时,气门滞后打开,提高了气缸内气体的压力,振动较大。跃哂斜涔吡康牟裼突嵯迪低车呐ぷU穸侍饨辛搜芯浚⒘酥绷兴母柴油机轴系系统的非线性动力学模型,然后利用直接数值积分法进行了计算。绘制了柴油机轴系系统响应的时域波形图、幅值谱图、相轨迹图、截面图等。从这些图中发现:随着参数的变化,轴系出现拟周期、混沌等复杂的非线性动力学现象。关键词:柴油机;配气机构:动力特性;气门间隙;轴系系统;干摩擦:扭振认真解决的一个问题。一Ⅱ.
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黧:兹弛渺啵祝滇锌学位论文作者签名:。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:期:.、使用学位论文的规定;即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。如作者和导师同意网上交流,请在下方签名;否则视为不同意。签字日期:签字日期叫’
第滦髀课题研究的背景和意义柴油机是目前热效率最高的热力发动机,广泛应用于国民经济的各个领域和国防部门,它所发出的功率占全世界所有动力装置总功率的%,预计在今后相当长的时期内,柴油机因其特有的优点仍将处于不可代替的地位。随着柴油机向高速、大功率方向的发展,其振动问题也日趋严重,促使人们对柴油机振动问题的研究给予更多的关注。柴油机的振动主要包括:配气机构振动、轴系扭转振动和整机振动。配气机构是柴油机中的一个重要部件,它的功能是实现换气过程,根据气缸的工作次序,定时地开启和关闭进、排气门,以保证气缸吸入新鲜空气和排出燃烧废气,使换气过程最佳。好的配气机构应使柴油机在各种工况下工作时都能获得最佳的进气量,以保证柴油机在各种工况下工作时能发挥出最好的性能。配气机构动力学计算的任务是在考虑构件弹性变形的情况下,计算气门及其传动构件的真实受力和运动情况。所谓动力学计算,就是根据作用在弹性系统中各构件上的力的平衡关系,并考虑系统中的阻尼、间隙、脱离、落座等各种因素,建立气门运动的微分方程来求解各种转速下气门真实运动的一种计算方法。一台柴油机的经济性能是否优越,工作是否可靠,噪音和振动能否控制在较低的限度,常常与其配气机构的设计是否合理有密切关系。特别是随着高速、大功率柴油机的出现和应用,人们对其性能和排放要