高速往复式内燃机应用平衡轴降低振动和噪声综述

往复式内燃机由于有不平衡往复惯性质量,使其振动及噪声随发动机转速增加而迅速增加。加平衡轴的方法可以显著降低高速往复式内燃机的振动和噪声。文中讨论这项技术在直列三、四、五缸及V型六缸发动机上的应用。该技术在国外越来越广泛地应用于轿车用高速往复式内燃机（汽油机和柴油机）及拖拉机用柴油机,国内也有部分引进机型采用平衡轴降低振动和噪声。     

高速往复式内燃机平衡轴设计分析

往复式内燃机由于其结构特点在高速运转时存在不平衡往复惯性力及力矩 ,引起发动机产生较大振动及噪声 用平衡轴平衡高速往复式内燃机不平衡往复惯性力及力矩可显著降低发动机振动及噪声 本文分析了低质量平衡轴的设计原则及结构参数和安装对平衡轴系统误差的影响 通过计算 ,着重讨论了在平衡同样的往复惯性力前提下 ,扇形平衡轴的主要结构参数旋转半径、宽度和夹角对平衡轴质量的影响     

高速往复式内燃机平衡轴设计分析

往复式内燃机由于结构特点在高速运转时存在不往复惯性力及力矩，引起发动机产生较大振动及噪声，用平衡轴平衡高速往复式内燃机不平衡往复惯性力及力矩可显著降低发动振动及噪声，本文分析了低质量平衡轴的设计原则及结构参数和安装对平衡轴系统误差的影响，通过计算，着重讨论了在平衡同样的往复惯性力前提下，扇形平衡轴的主要结构参数旋转半径，宽度和夹角对平衡轴质量的影响。     

某493柴油机的噪声优化

随着柴油机向高速、大功率及高效率方向发展,其噪音、振动问题将更加突出,并直接关系到发动机的使用寿命、工作效率及环境污染等问题。目前国内外已经颁布了关于内燃机噪声的限制法规,因此降低发动机的噪声振动是当今内燃机领域的重要课题;文章以某493柴油机的噪声优化为例,着重分析了噪声声源的产生和优化控制方法。     

内燃机工况对气缸敲击振动的影响探究

为了更深入地了解内燃机工况与敲缸振动的关系,通过建立数学模型和仿真计算验证了内燃机气缸敲击振动峰峰值与发动机转速的非线性关系及与发动机负载的线性关系。内燃机扭矩平衡方程包含了发动机转速、负载和动力扭矩等信息,通过动力扭矩与活塞所受侧推力之间的几何关系将活塞径向加速度引入扭矩平衡方程,以活塞径向加速度在燃烧膨胀冲程上止点处的冲击信号峰峰值来表征敲缸振动的剧烈程度,整理后的数学模型显示加速度振动与内燃机转速为非线性关系、与负载为线性关系,经AVL-EXCITE仿真计算验证了数学模型的正确性。研究结果可以帮助在线监测系统和故障诊断人员根据敲缸振动对转速和负载的敏感性判断是否发生敲缸,为敲缸故障预警提供参考依据。     

采用双平衡轴对四缸柴油机的减振研究

通过对四缸柴油机平衡分析，得出引起其振动的主要激振源为合成往复惯性力和内力矩；并从理论上论述加装双平衡轴来减小和平衡不平衡力和力矩；通过对比试验研究证实双平衡轴能显著降低柴油机的振动．     

多体动力学仿真在柴油机平衡性预测中的应用

为了消除作用在柴油机机体上的不平衡一级往复惯性力,提出了一种基于多体动力学仿真技术的方法,通过振动分析来评价发动机的平衡性是否达到预计的设计目标.建立了柴油机的动力学模型,根据设计结果设定平衡轴的参数,对某单缸柴油机不安装和安装一级平衡轴100%平衡一阶往复惯性力的平衡轴进行仿真,结果表明:安装一级平衡轴后,各悬置3个方向的一阶振动速度明显降低,有助于改善整机的NVH(噪声、振动、舒适性)性能,仿真结果与实验结果基本符合.     

汽车发动机弹性齿轮平衡系统动态特性分析

为降低汽车四缸发动机高速运动时产生的振动,设计一种弹性齿轮并运用到发动机平衡系统中.利用有限元软件建立弹性齿轮平衡系统模型,对弹性齿轮平衡系统和金属齿轮平衡系统进行模态分析与瞬态分析,对比了两种平衡系统中平衡轴轴心的加速度.结果表明,弹性齿轮平衡系统低阶固有频率远小于齿轮的啮合频率,可避免共振现象的产生,并且弹性齿轮平衡系统在发动机高速运转时具有良好的减振效果.     

发动机平衡机构的优化设计与应用

文章对V型8缸发动机进行了平衡分析,进一步应用优化设计理论,对平衡轴进行了优化设计,并设计出改进后的平衡轴。使该平衡机构基本上完全平衡了二次往复惯性力,而且最大可能地消减了倾覆力矩。改进后的平衡轴外型尺寸小,质量轻,可有效减小发动机的振动激励力,改善发动机的振动品质。本平衡方案极大地改善了该发动机的振动特性。     

内燃机整机结构修改的声学评价

为准确预测内燃机结构声辐射,并为设计提供对比研究方案,采用有限元法和边界元法(FEM/BEM)联合求解数值仿真技术,建立了一种四缸柴油机结构声辐射模型,得到了整机模态、表面振动速度、辐射声功率、声辐射比和测点声压的结果.在此基础上,探讨了4种结构修改方案的声辐射情况.主要声学量的对比表明,油底壳侧板波浪型设计、主轴承座横向螺钉连接及平衡架对噪声的减低有显著作用.     

扫气泵传动轴系的扭转振动测试分析

对某型号柴油机扫气泵系统的弹性轴和扭力轴在工作转速范围内空载运行情况下扭转振动及振动幅值进行了测试,为分析其运行过程中的故障原因提供了有益的数据,可供设计及制定操作规程参考     

双盘球式自动平衡装置动态特性分析

球式自动平衡装置用于在线自动平衡转子的不平衡,并对振动进行控制。目前相关研究集中在平面运动的单盘球式自动平衡装置,然而实际高速运动的转轴大多产生非平面运动。考虑转子系统动不平衡,建立双盘球式自动平衡装置的数学模型,采用拉格朗日方程推导运动微分方程。通过平均法对稳定性和主共振进行理论分析论证,进行数值模拟仿真,分析不同转速转子的运动特性和滚球运动规律。研究表明,该装置在过临界转速时发生稳态振动,有良好的平衡制振性能。研究结果可为自动平衡装置设计提供理论参考。     

基于ReliefF-PCA和SVM的发动机故障诊断方法研究

针对柴油发动机机组振动信号非线性和非平稳性以及机组实际故障案例样本数据少的特点，提出了一种基于ReliefF、主成分分析（PCA）以及支持向量机（SVM）的柴油发动机故障诊断方法。首先提取发动机冲击信号的特征参数，运用ReliefF选择出其中的敏感特征以降低处理过程的计算难度；然后采用PCA进一步提取敏感特征，消除各特征之间的相关性，避免冗余；最后利用SVM实现机组的故障分类，诊断不同类型的故障。将本文方法应用于柴油机实际典型故障案例中，结果表明该方法能有效提取柴油机缸盖振动信号中的故障敏感特征，并实现多种典型故障的诊断。     

Identification of diesel front sound source based on continuous wavelet transform

Acoustic signals from diesel engines contain useful information but also include considerable noise components. To extract information for condition monitoring purposes, continuous wavelet transform (CWT) is used for the characterization of engine acoustics. This paper first reviews CWT characteristics represented by short duration transient signals. Wavelet selection and CWT are then implemented and wavelet transform is used to analyze the major sources of the engine front's exterior radiation sound. The research provides a reliable basis for engineering practice to reduce vehicle sound level. Comparison of the identification results of the measured acoustic signals with the identification results of the measured surface vibration showed good agreement.     

预喷射控制算法在电控单体泵柴油机上的应用

预喷射技术可以降低噪声和排放,是满足欧Ⅲ以上排放法规的主要解决途径之一。基于电控单体泵燃油喷射系统柴油机进行研究,采用中断环方式实现预喷射控制算法,通过在DDC 2000电控单体泵柴油机上安装缸压传感器和喷油嘴端压力传感器进行试验。结果表明,在单体泵燃油喷射系统上,采用合适的控制算法和执行器驱动,能很好地实现预喷射并取得良好结果。该算法独立于硬件平台,可以用于电控单体泵柴油机和共轨柴油机的喷射控制。     

大功率中速柴油机进排气噪声控制技术应用

基于对大功率中速柴油机进,排气声的频谱特性以及消声系统气流阻力的分析,文中了一套消声量大,阻损小的消声装置,其进气消声量为５６ｄＢ（Ａ）,进气阻力为１９６Ｐａ;排气消声量为２８ｄＢ（Ａ）,排气阻力为５８８Ｐａ。应用结果表明,该装置既有效地控制了噪声,又保证了柴油机的动力性能,达到了保护环境的目的。     

基于缸盖振动信号包络线相关分析的柴油机故障预警方法研究

针对柴油机故障特征易受到环境、载荷等因素的干扰,从而导致许多传统意义上的故障特征参数不再敏感的问题,提出了一种基于缸盖振动信号包络线相关分析的柴油机故障预警方法,对一台6缸柴油机的缸盖振动信号对比了希尔伯特变换和n阶极值插值两种方法的包络线提取效果,并对其包络线进行相关分析,得到了相似系数、距离标准差以及余弦相似度等相关分析结果。研究结果表明：在传统特征参数不敏感的情况下,相关分析可以更好地反映机组的故障状态。本文研究结果可为实现柴油机故障的早期预警奠定基础。     

ATV技术在SF480型柴油机机体结构声辐射预测中的应用

结合有限元法(FEM)和边界元法(BEM),采用虚拟样机技术对内燃机噪声辐射的频域特性进行预测分析.其步骤为:用有限元软件ANSYS进行结构动态特性分析;建立机体、曲轴和连杆、活塞等组成整机多体动力学模型,求解传递给机体的各种激励力;采用声学分析软件SYSNOISE建立机体的边界元模型,分析其表面振动速度与声场间的声学传递向量(ATV).研究结果表明:在额定工况下,其机体裙部是主要噪声辐射部位;辐射声功率级较突出的峰值频率与整机固有频率基本对应,在中高频段其噪声辐射效率比低频段的高.