高速汽油机曲轴—轴承系统的多体动力学分析

【摘要】随着汽油发动机游艇的轻量化和小型化,汽油发动机的额定转速越来越高,一般在7500r/min-12000r/min,这么高的转速对汽油机来说,提高了动力性,但是对其研发和制造有一定挑战,尤其是运动部件之间的磨损。为了更好的分析高速汽油机的磨损状态,本论文采用ABAQUS有限元技术与AVL-EXCITE多体动力学仿真相结合的方法来研究高速汽油机曲轴—轴承系统多体动力学。首先根据曲轴—轴承系统实际情况,简化模型,建立曲轴、主轴承座等有限元模型,通过ABAQUS有限元法计算模态,了解曲轴轴系的弯曲刚度和扭转刚度,并对曲轴轴系与轴承座进行模态缩减。其次建立曲轴—轴承系统多体动力学模型,输入相应的参数,调试好后进行仿真分析,得出其一个工作循环内的扭振状态、润滑状态和受力情况。通过润滑分析,找出其最易磨损位置,结果与实际拆机轴瓦磨损位置一致,证明了多体动力学模型计算的可靠性。再通过动态应力响应分析,得出曲轴轴系上各个时刻的应力分布,找出其最危险应力点,并做出其应力历程,进行疲劳强度校核。最后通过改变关键参数,如主轴承间隙、机油温度、供油压力和油槽宽度等,来考察曲轴轴系性能的变化,得出最优的参数范围,并对曲轴轴系进行优化设计解决了本款高速汽油机曲轴主轴瓦烧瓦现象。
【作者】余相俊；
【导师】杨靖；
【作者基本信息】湖南大学，动力工程及工程热物理，2014，硕士
【关键词】高速汽油机；多体动力学；动态应力响应；润滑特性；扭振分析；

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