(5)振动传递系统

(5)振动传递系统

燃烧激励经过曲轴、主轴颈,最终作用到缸体上。缸体自身成为放射噪声声源的同时,对油底壳等罩壳类零件的振动传递路径也有着非常大的影响。为了降低发动机噪声,改善以缸体为中心的振动传递路径是极为关键的。

基于传统发动机的局部构造改进已经发展到了极限,在这个方向上的进一步改善已经没有了施展的空间。最近的发动机,为了大幅改善缸体的振动传递特性,采用类似于梯形车架式的新型曲轴箱构造的案例正逐年增多。详细内容将在后面章节中介绍。

曲轴作为燃烧激励的传递系统,其自身也具有复杂的振动形态,并对主轴颈施加激励。不仅仅是对发动机放射噪声,对半阶次噪声等的影响也非常大。曲轴的振动问题曾造成了很多的事故,一直以来就有很多的研究在进行。从扭转振动开始到纵向振动与扭转振动的耦合振动,以及与声品质相关的弯曲振动等都是重点研究对象。近年来正在实施的3元模型振动分析,经过油膜受非线性及支撑部位刚度的影响,运转过程中的坐标变换等都是需要考虑的因素。图6-2是根据时域积分而进行的曲轴系振动形态分析用模型。在计算油膜的刚度、阻尼特性的同时,求解微分方程式。

图示(https://www.daowen.com)

图6-2 曲轴振动模拟模型

作为曲轴系振动特性的解决方案,最早使用的是扭转减振器。在一般参数的基础上,研发出了黏性减振器、频率不同的两个减振器一体化的双模态减振器等,用于降低弯曲振动的减振器的种类也非常多。在飞轮侧、降低弯曲方向的刚度的弹性飞轮、降低驱动轴系的旋转变动的双质量飞轮等都到了实用化程度。

发动机高功率化和高燃油经济性的要求,对曲轴还有着相反方面的要求。对于这些有对立关系的指标,曲轴自身的振动形态,作为支撑平台的缸体的振动形态,经过油膜的传递而相互作用,对这些过程进行详细的分析的同时,还要追寻更新型的有突破性的技术开发。