论文部分内容阅读
加入WTO以后,我国已成为世界通用小型汽油机的生产基地。按产品台数计,它是我国内燃机行业出口量最大的产品。国内外对于通用小型汽油机的振动研究尚少见报道,通用小型汽油机振动大以及生产一致性差这一现状在国内生产企业中比较明显。因此开展通用小型汽油机的振动研究,研究它的振动特性及影响因素,降低其振动以提高产品质量、消除技术壁垒有着重要的学术意义和实用价值。
本文以我国产量最大、出口量最多的168F通用小型汽油机为样机进行研究工作,采用计算和试验相结合的方法探讨其振动控制的途径。建立了168F通用小型汽油机曲柄连杆机构三维实体模型,对其进行平衡计算;对不同气缸斜置角度、曲轴平衡块外圆尺寸、曲轴平衡块厚度尺寸的激振力进行分析,得出了采用无轴平衡的通用小型汽油机,曲轴平衡块外圆尺寸公差值大小对平衡量和激振力的影响最大,是影响振动的关键因素。因为是其活塞、连杆的材料是铝合金,密度小质量轻,往复惯性力较小;曲轴的材料为锻钢或球铁,密度较大,曲轴平衡块外圆尺寸微小变化造成平衡量的较大变化,因此合理的曲轴平衡块外圆尺寸公差值是改善平衡、减少振动的有效措施。组建了一套通用小型汽油机振动测试系统,对168F汽油机进行多工况的振动测试与分析,对某企业同一批次3台汽油机振动测试表明:168F汽油机整机振动散差较大,也验证了汽油机平衡计算结论的正确性。
应用工程软件ADAMS建立168F通用小型汽油机振动测试仿真模型,对不同气缸斜置角度、不同曲轴平衡块尺寸的整机当量振动烈度进行了模拟计算。结果表明:无轴平衡的通用小型汽油机在气缸斜置角度为45°、往复惯性力平衡量为50%时整机当量振动烈度最小。得出168F汽油机曲轴平衡块外圆尺寸为42.426mm,外圆机械加工的尺寸公差不低于未注公差中的f级时,往复惯性力平衡量变化能控制在5%以内,汽油机的振动最小。168F汽油机的原机往复惯性力平衡量在36.6~62.3%变化,整机当量振动烈度最大达102.8mm/s。优化后往复惯性力平衡量在47.6~52.22%,当量振动烈度变化在56~64.1mm/s范围内,优化后生产一致性得到有效控制,研究结果已被企业生产验证和采用。研究还表明曲轴平衡块厚度尺寸变化对汽油机整机振动影响较小。