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柴油机配气机构的机械噪声研究

作　者: 李香梅
导　师: 张文平
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 柴油机配气机构机械噪声瞬态分析无限元法
分类号: TK423
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 256次
引　用: 6次
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内容摘要

机械噪声是柴油机的主要噪声源之一。本文以4102BG柴油机为研究对象，对柴油机配气机构产生的机械噪声开展了深入的研究。在考虑机构弹性变形的基础上，建立了4102BG柴油机配气机构的数学模型，并给出了相应的运动微分方程。基于函数凸轮的不连续性，采用分段计算方法对该振动微分方程进行了求解，完成了对该柴油机配气机构的动力学计算；利用TYCON软件建立了柴油机配气机构的仿真模型，求出该柴油机在额定转速下配气机构各部件运转情况及气门落座敲击力曲线。将两种模型的计算结果进行比较，验证了模型的正确性。为分析气缸盖在受到气门敲击后的振动特性，利用PROE软件建立了4102BG柴油机气缸盖的三维模型，在对其进行适当简化后，利用ANSYS软件建立了有限元模型并进行了模态分析，初步了解其振动特性；通过APDL语言编程在ANSYS软件中对气缸盖进行了瞬态分析；在此基础上，将求解出的气缸盖表面加速度作为边界条件，在SYSNOISE软件中利用无限元法计算出4102BG柴油机气缸盖表面的瞬态辐射声场。为验证理论计算的正确性，搭建了4102BG柴油机配气机构实验台架，测量出该柴油机配气机构的运行特性及振动噪声情况。最后，利用相同的计算方法对TBD620型船用柴油机配气机构的机械噪声进行了预测。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-19
  1.1 课题的背景和意义  10-11
  1.2 内燃机噪声概况  11-12
  1.3 机械噪声  12-15
    1.3.1 配气机构噪声产生机理  12-13
    1.3.2 影响配气机构噪声的因素及控制措施  13-14
    1.3.3 气门落座噪声的控制  14-15
  1.4 配气机构的发展状况  15-18
    1.4.1 配气机构的最新发展  16-18
  1.5 本文主要工作  18-19
第2章 4102BG柴油机配气机构动力学计算  19-40
  2.1 配气机构动力学计算模型理论分析  19-23
  2.2 单质量系统动力学计算  23-33
    2.2.1 单质量系统气门运动微分方程式的建立  23-25
    2.2.2 计算条件的确定  25
    2.2.3 微分方程的求解  25-27
    2.2.4 凸轮型线的计算  27-29
    2.2.5 计算结果分析  29-33
  2.3 多质量系统动力学计算  33-36
    2.3.1 多质量系统振动微分方程的建立  33-34
    2.3.2 初始条件的确立  34-36
  2.4 气门与气门座的冲击计算  36-39
  2.5 本章小结  39-40
第3章 4102BG柴油机配气机构的仿真研究  40-51
  3.1 TYCON软件介绍  40-42
    3.1.1 凸轮型线设计  41
    3.1.2 配气机构动力学分析  41-42
    3.1.3 正时传动系和齿轮系动力学分析  42
  3.2 4102BG柴油机配气机构仿真分析  42-45
    3.2.1 4102BG型柴油机配气机构仿真模型的建立  42-44
    3.2.2 模型参数的输入  44-45
  3.3 计算结果分析  45-50
  3.4 本章小结  50-51
第4章 4102BG气缸盖模态分析  51-57
  4.1 4102BG气缸盖有限元模型的建立  51-52
  4.2 模型的验证  52-53
  4.3 模态分析  53-56
  4.4 本章小结  56-57
第5章 4102BG柴油机配气机构振动噪声计算  57-70
  5.1 4102BG柴油机气缸盖的瞬态分析  57-60
    5.1.1 模型载荷的施加  57
    5.1.2 边界条件的确立  57-58
    5.1.3 4102BG气缸盖瞬态计算结果分析  58-60
  5.2 4102BG柴油机配气机构机械噪声计算分析  60-69
    5.2.1 无限元法简介  61-62
    5.2.2 气缸盖无限元计算模型的建立和边界条件的加载  62-64
    5.2.3 机械噪声计算结果分析  64-68
    5.2.4 不同转速下机械噪声比较  68-69
  5.3 本章小结  69-70
第6章 4102BG配气机构振动噪声实验分析  70-78
  6.1 试验装置和步骤  70-73
    6.1.1 试验装置的安装  70-71
    6.1.2 试验测量仪器  71-73
  6.2 试验结果分析  73-77
  6.3 本章小结  77-78
第7章 TBD620柴油机配气机构机械噪声预测  78-86
  7.1 TBD620柴油机气缸盖的瞬态分析  78-82
    7.1.1 TBD620柴油机气缸盖模型的建立  78-79
    7.1.2 模型载荷的施加  79-80
    7.1.3 边界条件的确定  80-81
    7.1.4 TBD620气缸盖瞬态计算结果分析  81-82
  7.2 TBD620柴油机配气机构的机械噪声计算  82-85
    7.2.1 TBD620柴油机气缸盖无限元模型的建立  82-83
    7.2.2 机械噪声计算结果分析  83-85
  7.3 本章小结  85-86
结论  86-88
参考文献  88-91
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  91-92
致谢  92

柴油机配气机构的机械噪声研究

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