柴油机硅油减振器的匹配设计和计算研究.pdf

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1、方明：柴油机硅油减振器的匹配设计和计算研究15柴油机硅油减振器的匹配设计和计算研究ReserchofTheEngineSilicone——oilDamperMatchingCalculationMethod明(湖州科尼物流设备有限公司)[摘要]根据某车用重栽柴油机的曲轴系统当量参数和曲轴扭振许用扭角值，进行硅油扭振减振器的匹配设计和减振器的动态热平衡计算方法研究，再通过实机的试验进行扭角和减振器表面温度的测试来验证匹配设计计算的准确性。[关键词]硅油减振器扭振匹配计算Abstract：Accordingtoaheavydutydieselen

2、ginecrankshaftequivalentsystemmodelandthecrankshafttorsionalvibrationallowabletorsionalanglevalues，todresearchofthematchingdesignofsili—coneoildamperandthedamperdynamicheatbalancecalculationmethod．Throughtherealmachinetest，togetthedampertorsionalvibrationamplitudeandthesurf

3、acetemperature，canverifytheaccuracyofthematchingcalculation．Keywords：Silicone—oildamperMatchingcalculationTorsionalvibration．U刖罱近年来随着国内外市场对重型车辆和工程机械车辆的大量需求，发动机厂家都在进行重型车用柴油机的研发，由于采用高增压(爆发压力已达到18—25MPa左右)，柴油机在原有外型尺寸下所承载的负荷提高很多，轴系的扭转振动问题也随之日趋严重。硅油扭振减振器由于结构简单而效率高，而得到较广泛地应用。硅油减振

4、器主要由外壳和惯性圆环两个基本元件组成，减振器的壳体与曲轴端部相连，外壳和惯性圆环间隙中充满着粘度很大的硅油，利用高粘性液体阻尼起到对轴系减振作用。本文以车用重载6缸柴油发动机为研究对象，通过柴油机轴系的扭振计算和匹配设计，来确定硅油减振器的结构尺寸和硅油粘度。针对目前对于硅油减振器的设计计算还缺乏可靠和精确的计算方法，尤其是减振器温升的计算，通过研究动态热平衡计算方法来预估曲轴扭转振动的共振振幅和减振器表面温度，再经过柴油机台架测试来验证所匹配的硅油减振器减振效果。1柴油机技术参数表1柴油机技术参数柴油机型式四冲程直列冲程数／气缸数4／6缸

5、径／活塞行程(mm)112／145发火顺序l一5—3—6—2—4标定功率(kW)260最高／最低定转速(rpm)2100／800平均有效压力(MPa)1．73表2柴油机轴系集中当量系统参数表序号质量名称转动惯量kg．n12扭转刚度MNm／radl自由端0．04232．852第一缸0．08192．13第二缸0．05232．14第三缸O08192．125第四缸O．08192l6第五缸0．05232．17第六缸O．8192．838飞轮+离合器2．4601对于6缸柴油机干扰力矩影响最大的主要谐次3、4．5、6次和9次，此柴油机只有一阶固有频率的5～9

6、谐次的共振转速在柴油机的工作转速内，6次和9谐次为主谐次，7．5次为次谐次。16内燃机与配件2014年第6期2硅油减振器匹配设计2．1轴系当量模型的简化柴油机轴系多自由度系统简化为单扭摆系统，振动时系统能量相同。柴油机轴系带硅油减振器系统的简化模型如图2所示。其中J。为硅油减振器惯性圆环的转动惯量，c。为硅油减振器的阻尼系数，M，为发动机等效激振力矩幅值，J。为柴油机轴系等效转动惯量，k。为系统等效扭转刚度，∞。为共振频率u。。M。e押JdJenl(ci岈}图2带硅油减振器柴油机曲轴系统的简化模型其运动方程为：『．，d≯d+Cd(妒d一妒。)

7、=0tj。≯。一cd(妒d一9。)+后。妒。=M。∥‘可求得硅油减振器的惯性圆环与外壳的最大幅值差△A以及外壳的绝对扭振幅值Ae：△A：丝~／戈2+y2小必擎而戈=Jjd(￡J4一Jd后。∞2y=(c，cd[k。一∞2(J．。+，d)](1)根据霍尔茨表计算出的各质量的相对振幅，可计算出J。=0．267kg．m2；后。=4．74e+05N．m／rad；2．2等效激励力矩的计算柴油机气缸内气体压力变化所产生的激振力矩，实际上是以作用在曲柄销上的切向力产生的，则V次简谐激振力矩幅值¨o：肘。．=÷D2尺c。(2)叶其中c．一秽一次简谐切向力幅值或

8、称简谐系数；D为气缸直径；尺一曲柄半径。由公式(2)计算出6谐次激振力矩幅值M。=56Ⅳ．m，对应的相对振幅矢量和品。值为3．23，则6谐次的等效激振力矩幅值M。=