一种新型齿轮齿条发动机的结构及其机理分析

提出一种能源利用率高的新型齿轮齿条发动机,介绍该发动机的结构和特点,分析发动机的工作过程及其驱动特性.理论分析和仿真实验结果表明,新型发动机解决了传统发动机存在对曲轴主轴颈的"死点"压力和对汽缸壁的侧向压力等不平衡问题.     

基于谐波平衡法的非圆面齿轮多参变振动特性研究

考虑齿轮的时变瞬心、刚度和误差等激励问题,基于弹性转角分离原理,构建了非圆面齿轮的量纲一动力学模型.针对时变刚度和瞬心组成的复合参数激励,采用多阶谐波平衡法得到齿轮动力学方程的近似解析解,着重分析了系统的关键参数对振动响应的影响规律以及各参数对振动的灵敏度的影响.研究结果表明:齿轮在复合参数激励下存在复杂的多频响应,响应幅值随转速、偏心率、误差幅值、啮合刚度幅值比以及负载扭矩的增大而呈现不同特点的增大趋势,齿轮系统的各参数取值对自身及其它参数的灵敏度值都将产生较大的影响.     

时变啮合刚度对转子—轴承系统动力特性的影响

在考虑齿轮时变啮合刚度的情况下,建立了齿轮耦合的转子－轴承系统的非线性动力学模型,用数值仿真法研究系统的稳态不平衡响应时发现,由于齿轮时变啮合刚度的影响。在系统响应中,不但会出现对应于啮合频率的响应分量,而且在某种条件下,该分量甚至超过基频分量;一个转子上的不平衡质量不仅会对本身产生激励,而且也会对其它转子产生激励。     

天然气发动机点火正时系统的开发与应用

与双燃料发动机相比，柴油机改造天然气单燃料发动机，利用天然气完全代替石油产品做燃料，节能效果更加明显，同时，排放特性也进一步得到改善。课题研究了柴油机改造天然气单燃料发动机技术，将4102柴油发动机改造成天然气单燃料发动机。设计了齿轮—齿形皮带机械式天然气发动机点火正时系统，改造压燃式柴油机为点燃式天然气发动机。文章阐述了该点火正时系统的原理和构造，分析了该设计的特点，阐述了该系统研究意义和应用推广价值。采用齿轮—齿形皮带式点火正时系统是一种探索，开辟了一条柴油机改造天然气单燃料发动机的新路。     

考虑传动轴变形影响的齿轮载荷分布

分析了以往齿轮弹性强度分析中有限元模型的不足,并基于子结构分析技术建立了包含传动轴的齿轮系统三维整体有摩擦弹性接触的计算模型。用有限元参数二次规划法求解非线性部分,对齿轮系统进行有限元分析。结果表明,齿轮齿宽方向载荷分布遵循折线规律,齿廓方向载荷分布呈半椭圆分布规律,齿轮系统的轴变形对齿轮齿面偏载状态有较大影响。对于齿轮系统这种重复结构多的工程结构,子结构分析技术在解题规模和计算效率上都有其优越性。     

高超声速飞行器模型弹性特性影响的机理分析

针对高超声速飞行器的弹性效应对气动及推进系统的耦合影响,基于一类高超声速飞行器构型,采用机理分析方法,分析飞行器弹性形变,计算飞行器机身和控制面发生弹性形变后的气动布局及发动机推进系统的推力,研究了弹性效应对气动及推进系统的耦合影响.仿真分析表明:当飞行器机身发生弹性形变时,升力、阻力、俯仰力矩及推力变化明显.低阶弹性模态对飞行器的影响起主导作用,弹性效应的影响在建模中不容忽视.     

金属橡胶挤压油膜阻尼器刚度分析

利用金属橡胶材料的弹性特性和良好的渗流性能,设计了一种端部和径向都安装金属橡胶环的新型挤压油膜阻尼器,以达到降低发动机转子高速旋转产生的振动,克服转子支撑中传统挤压油膜阻尼器油膜刚度高度非线性带来的不利影响的目的,通过对比分析传统挤压油膜阻尼器和新型金属橡胶挤压油膜阻尼器等效支撑刚度和等效阻尼特性,表明新型金属橡胶挤压油膜阻尼器具有更好的刚度特性,增强了转子系统承载不平衡量的能力,具有良好的阻尼减振效果.图5,参8.     

弹性支承器振动应力监测与高速转子系统故障诊断

对中小型航空发动机弹性支承器振动应力测试方法进行研究,介绍了一种在转子弹性支承器弹条上粘贴应变计来获取转子工作时的振动应力的方法.该方法通过对弹性支承器振动应力信号进行监测分析,成功诊断出多种典型转子系统故障,说明应用弹性支承器振动应力可以进行中小型航空发动机高速转子系统的故障诊断.     

渐开线直齿轮轮齿载荷及应力计算方法

齿轮在工作过程中,由于存在单对齿与双对齿的交替啮合、齿轮的啮合点位置不断发生变化、齿轮在啮合中产生弹性变形等原因,使得齿轮的载荷十分复杂,要精确计算齿轮啮合过程的受力较为困难。对渐开线直齿轮的啮合过程进行了分析,建立了齿间载荷分布的基本力学模型,分析了齿轮啮合过程的变形协调关系,推导了参与啮合的轮齿所发生的各种挠曲变形和弹性接触变形的计算模型,进而建立了能够精确计算齿轮啮合过程中受力的计算方法。通过一个具体的计算实例,计算了齿轮啮合过程中齿面受力、齿根应力和齿面接触应力的变化规律,并用曲线进行描述。此计算方法能够较为精确地计算齿轮在啮合过程中不同位置的受力和应力,为精确进行渐开线齿轮的力学分析提供了一种有效的新方法。     

多列式发动机的几个动力学问题

本文是作者通过科研及教学实践的体会,对多列式发动机的某些特点作了较为系统的分析.文中共包括三个问题.1.多列式发动机气缸布置方案的拟定:提出了如何很简便地确定气缸布置方案的方法,提出可以以发火间隔均匀作为设计的出发点.文中列出了图解法与几套公式组合,以便于设计的进行.2.多列式发动机的发火顺序:介绍了选择发火顺序时一般所考虑的因素,并对发动机发火顺序的规律作了介绍,以便于识别.3.多列式发动机的平衡性分析:文中以正转矢量与反转矢量作为平衡分析的出发点,分析了 V-型发动机与气缸夹角变化的关系及其平衡特性分析法,并引出了 V 型、X-型、星型发动机综合正转矢量及综合反转矢量的一般公式.一、引言二、多列式发动机气缸布置方案的拟定Ⅰ.概说Ⅱ.决定气缸布置的若干因素Ⅲ.满足发火间隔均匀的条件Ⅳ.多列式发动机气缸布置方案拟定的举例Ⅴ.星型风冷式发动机三、内燃机的发火顺序Ⅰ.发火顺序拟定时所需考虑的因素Ⅱ.发火顺序的排列四、多列式发动机平衡分析Ⅰ.概说Ⅱ.Ⅴ型发动机平衡分析Ⅲ.Ⅹ型发动机平衡分析Ⅳ.星型发动机平衡分析五、结束语     

弹性环式支承结构动刚度分析及其对转子系统的影响

针对用于航空发动机转子系统中的弹性环式支承结构刚度特性问题,开展其动刚度分析和实验测试以及其对转子系统固有特性影响分析研究.首先,建立弹性环式支承结构有限元模型,对其动刚度进行计算,并进行动刚度测试与验证,经实验所得测试结果与仿真计算的结果趋势一致,证明了对弹性环式支承结构的动刚度分析方法的有效性.然后,建立了带弹性环式支承结构的转子系统有限元模型,研究了转子系统在静刚度和动刚度条件下对临界转速的影响.结果表明,弹性环式支承结构动刚度对临界转速的影响较为明显,其中一阶临界转速降低了26%,且产生了新的共振频率,因此分析转子系统固有特性时应充分考虑支承结构的动刚度影响.     

基于多体动力学的发动机稳态工况动态转矩计算

理论分析发动机转矩波动产生机理,通过有限元分析得到离散化曲轴模型,建立了滑动轴承动态接触数学模型;协同各子部件间动力学关系,考虑燃气压力、变惯性力等激励载荷,在ADAMS中建立发动机曲轴连杆机构多体动力学模型,仿真计算发动机不同稳态工况下动态转矩,研究曲轴弹性、滑动轴承弹性支承、输出转速等对发动机输出动态转矩的影响.通过试验对比和简谐分析,表明了仿真方法的可行性和准确性,为车辆动力传动系统的扭振分析提供激励条件.     

外部动态激励作用下齿轮系统非线性动力学特性

为了研究外部动态激励作用下齿轮系统非线性动力学特性,建立了考虑周期时变刚度、齿侧间隙、黏弹性阻尼和外部动态激励的单自由度直齿轮副系统动力学模型。针对外部动态激励作用下的周期时变刚度、齿侧间隙、激励幅值和阻尼比对齿轮副系统动力学特性的影响,采用增量谐波平衡法来求解齿轮副系统的稳态周期响应,并采用四阶变步长Runge-Kutta数值方法进行了验证。研究结果表明,增量谐波平衡法求解结果与数值仿真结果吻合得较好,齿轮系统在外部动态激励作用下会引起参数共振、多值解和幅值跳跃等非线性动力学行为,增大激励幅值和阻尼比等参数,能够有效控制齿轮系统的非线性振动响应。     

风电齿轮箱人字行星传动的动态分析

基于齿轮系统动力学和Lagrange方程建立了人字行星齿轮传动系统的弯-扭-轴耦合动力学计算模型,并进行动态分析,分析结果对人字行星齿轮传动系统的设计有指导意义。模型中将人字齿轮当作2个斜齿轮来处理,考虑了左右端斜齿轮之间的交错角,轮系的弹性耦合和负载惯性。通过计算获得系统均载系数关系曲线,进而分析左右端斜齿轮之间的交错角和耦合扭转刚度对其的影响。分析结果表明:在左右端斜齿轮之间的交错角为π/2时,两端的均载效果最好;同时左右端斜齿轮之间的耦合扭转刚度对均载的影响不大。     

发动机正时系统噪声诊断与降噪研究

以某发动机正时系统噪声为研究对象,对其进行相干检波和汉宁窗函数处理后,采用频谱细化分析方法,并结合经由特征频率函数标记的阶次跟踪方法,准确诊断了发动机带传动正时系统的噪声源,验证了直接、间接不同降噪方法的影响.研究结果表明:该噪声由曲轴齿轮啮合激起的皮带跨度的谐振产生;间接降噪时采用罩盖对1.4kHz以上的高频噪声有抑制作用,对1.4kHz以下的噪声有放大作用;直接降噪时将皮带初始张力值下调至200N,可以有效降噪.     

一种燃气机热泵速度检测方法

本文提出了一种测量燃气机热泵系统中发动机转速的方法,该测试系统由测速齿轮、磁电传感器、电平变换装置、频/压转换装置和A/D转换器构成.经过实验验证,该方法具有较高的测量精度和较好的工作稳定性.     

齿轮传动装置阻尼减振降噪试验研究

通过在高速齿轮箱减振降噪试验台上进行振动、噪声测试对比试验,测试在齿轮噪声中啮合冲击频率及其倍频声和固有频率声产生共振时,分析齿轮箱系统在各种工况情况下增加阻尼前后对系统的减振降噪的作用,可以发现粘贴阻尼材料能够在一定程度上起到良好的减振降噪效果.重点分析齿轮箱在外部粘贴阻尼材料和灌注阻尼材料这两种附加结构对减低振动与噪声具有良好的抑制作用.证明了齿轮箱在附加阻尼后,提高了齿轮传动装置的阻尼特性,符合阻尼减振降噪的理论研究.根据齿轮箱中齿轮啮合冲击是系统的主要激励振动,通过测试分析,采用合金阻尼环附加结构,可得到更佳的减振降噪效果.     

汽车发动机齿轮的降噪效果实测

汽车发动机齿轮系统所引起的噪声,成为发动机噪声的主要来源之一。降低噪声的途径之一是采用降噪齿轮,即将阻尼环嵌入齿轮轮缘内侧的槽内,用以衰减齿轮的振动,从而降低齿轮噪声。本文对采用了降噪齿轮的某越野车发动机噪声进行了实测,测试结果表明,采用降噪齿轮后,发动机噪声在一定程度上降低了。     

尾气分析在电喷汽油发动机故障诊断中的应用

根据发动机的燃烧和废气形成原理,分析了发动机废气产生的机理,并根据发动机废气分析的规则,分析了发动机各系统存在故障时对尾气排放的影响,最后通过尾气分析测得的各项数据追踪发动机故障的原因,结合实例进行说明.     

齿轮轴系弯扭耦合振动特性

以某大型压缩机转子系统为研究对象,计及机组和支承的弹性变形和齿轮的时变啮合刚度,结合转子动力学,建立了齿轮转子系统的有限元模型,综合分析了齿轮转子系统的弯扭耦合振动特性.探讨了膜片联轴器、啮合刚度以及支承刚度、支承阻尼对齿轮转子系统固有频率和稳定性的影响.结果表明,啮合刚度对系统临界转速的影响不大,而对系统处于高阶模态时的稳定性影响较显著;膜片联轴器的中间轴段质量、膜片数目、膜片厚度等以及支撑的刚度、阻尼对系统的临界转速和稳定性都有一定的影响.