曲轴主轴承油膜动力润滑与系统动力学的耦合分析

在分析内燃机活塞 连杆 曲轴系统的系统动力学行为和曲轴主轴承的流体动压润滑基础上,建立了该系统的系统动力学与流体动力润滑耦合作用下的动力学分析模型,并提出了求解此模型的数值解法。利用机械系统动力学分析软件ADAMS的求解器(Solver)和自己编写的计算流体动力润滑程序连接调用进行了系统动力学与流体动力润滑的耦合分析。通过比较不考虑油膜动力润滑时缸体各部分的动态受力和考虑油膜动力润滑后缸体的动态受力表明:润滑油膜的动力耦合具有使缸体各部位受力趋于均匀化的作用,以不考虑油膜动力耦合作用的零部件最大受力作为设计依据的零部件设计具有过大的安全裕度;在内燃机零部件设计时考虑摩擦学与系统动力学的耦合是非常必要的。

发动机活塞-轴系的周期动特性分析

以四缸发动机为例 ,建立发动机活塞 -轴系的三维装配实体 ,选取不同的曲轴转角对其进行动特性分析 .计算结果表明 ,不同角度时活塞 -轴系的频率和振型略有不同 ,这种差异导致单一曲轴转角的动特性计算和物理样机实验结果的不确定性 ,所以对发动机不同曲轴转角下的动特性分析 。

基于新型RBF神经网络的四缸发动机活塞-轴系仿真研究

将一种新型的RBF神经网络和可视化等技术引入四缸发动机活塞-轴系的动力学建模中,建立了四缸发动机的活塞-轴系的仿真模型。提出的神经网络考虑了发动机运行具有周期性和不同缸存在点火相位差等特点,能重构发动机各缸燃烧气体作用于活塞的压力和其它方法难以再现的由二维雷诺润滑方程计算得到的油膜力,其有效性也被证明。再对神经网络进行训练、模块化并耦合到四缸发动机活塞-轴系动力学模型中,开发了MATLAB/SIMULINK环境下的四缸发动机活塞-轴系动力学仿真模块。这种方法也适合于其它类型发动机建模。

润滑性能对活塞轴系的影响

以四缸内燃机为例 ,在建立三维装配实体的基础上 ,采用有限元法对活塞 -轴系和机体进行了动特性分析。在建模中充分考虑了实际约束条件 ,并对关键部件的接触问题作了处理。计算采用系统级的动特性分析方法获得了曲轴轴系的扭转、弯曲、伸缩振动及其复合振动 ,计算结果表明油膜刚度、阻尼系数的增加会导致活塞 -轴系振动频率的增加。

基于MATLAB/SIMULINK的单缸柴油机活塞曲轴系统动力学仿真

精确推导了单缸柴油机曲柄滑块机构的动力学方程,以MATLAB/SIMULINK为平台建立了机构的动力学仿真的框图模型,得出了曲柄连杆机构各运动部件的运动规律及受力,为单缸柴油机的活塞曲轴系统的优化设计提供了参考。

活塞-连杆-曲轴系多体动力学及其影响因素研究现状

活塞-连杆-曲轴系(PRCS)的多体动力学研究是内燃机开发设计中减少NVH和摩擦功率损失、提升工作效率和稳定性的重要手段。在多体动力学分析模型的基础上,分析了耦合摩擦副润滑特性的PRCS多体系统动力学的研究方法及不足。从润滑特性角度,综述了运动副间隙、表面变形、润滑油粘度等因素对系统动力学性能的影响,探索了各影响因素之间的关联情况。根据PRCS主要非理想转动副和移动副受力分析情况,剖析了动力与润滑影响下PRCS多体动力学的试验、数值分析与求解研究现状。最后探讨了影响PRCS多体动力学性能的研究方法及其发展方向。

二级往复式小型空压机动平衡优化设计与试验验证

二级往复式小型无油空压机凭借其排气压力高、功耗小的优点,在各大领域中得到了广泛应用,然而振动噪声问题严重影响其使用舒适性。为改善空压机振动,建立了二级往复式空压机动平衡理论,并采用Adams软件进行虚拟样机仿真,建立目标函数对其曲轴活塞系统的平衡块配重开展优化设计。随后,鉴于电动机与空压机结构本身联系的紧密性,对曲轴活塞系统与电动机转子整体进行了动平衡的理论研究和分析,并对动平衡方案进行了进一步的完善。基于以上动平衡理论进行振动噪声测试试验,噪声均有一定程度的降低,验证了二级往复式小型空压机动平衡理论的合理性。

多缸内燃机曲轴系统多体动力学分析

应用Pro/Engineer建立了某四缸内燃机活塞-连杆-曲轴系统的三维实体模型,然后把模型调入ADAMS多体动力学分析软件,建立了活塞-连杆-曲轴系统的虚拟样机模型。在此基础上,对四缸内燃机曲轴进行了多体动力学分析,得到了作用在内燃机机体上的主轴承力及活塞侧压力的准确解。研究结果表明,曲轴系统运动件的惯性力对主轴承力和活塞侧压力的影响显著,因此在计算时需要对运动件惯性力进行准确、合理地考虑。

计入油膜力作用的矿用发动机活塞-轴系系统性能研究

利用径向基神经网络(RBFNN)对油膜力作用下的矿用发动机活塞-轴系系统性能进行了研究。首先,对发动机活塞-轴系系统进行分解和重构,然后通过RBFNN对现有数据库中由试验测得的燃气压力和由计算得到的活塞组件的油膜力进行训练,并将训练的结果纳入到活塞-轴系的动力学建模中,从而获得了活塞-轴系的系统性能。结果表明,当计入油膜力作用时,在完整工作循环内,活塞-轴系中存在着极限环等非线性动力学现象。通过对一矿用发动机仿真结果的验证,证实了该方法的有效性。