Details

Данная работа посвящена исследованию крутильных колебаний коленчатого вала двигателя. Целью исследования является: • анализ и расчёт крутильных колебаний коленчатого вала бензинового двигателя; • оценка влияния конструктивных особенностей на динамическое поведение коленчатого вала; • формирование рекомендаций по повышению жёсткости и виброустойчивости конструкции. Задачи работы включают: • изучение природы крутильных колебаний и их влияния на работу двигателя; • обзор существующих методов и программных средств расчёта; • расчёт крутильных колебаний и анализ полученных результатов; • разработку предложений по уменьшению негативных эффектов от резонансных режимов. Для решения задач, связанных с расчётом крутильных колебаний коленчатого вала, использовались как универсальные численные пакеты, так и специализированные “коробочные” решения. Основной класс программного обеспечения: MATLAB, ANSYS и отраслевые пакеты. Расчет рабочего процесса производился в программе «Процесс 2000».

This work is devoted to the study of torsional vibrations of the crankshaft of the engine. The purpose of the study is: • analysis and calculation of torsional vibrations of the crankshaft of a gasoline engine; • assessment of the impact of design features on the dynamic behavior of the crankshaft; • formation of recommendations for increasing the rigidity and vibration resistance of the structure. The objectives of the work include: • studying the nature of torsional vibrations and their effect on engine operation; • Review of existing calculation methods and software tools; • calculation of torsional vibrations and analysis of the results obtained; • Development of proposals to reduce the negative effects of resonance modes. To solve problems related to the calculation of torsional vibrations of the crankshaft, both universal numerical packages and specialized “boxed” solutions were used.  Main class of software: MATLAB, ANSYS and industry-specific packages. The calculation of the workflow was carried out in the program "Process 2000".

• ВВЕДЕНИЕ
• 1 Анализ тенденций и проблем крутильных колебаний в современных бензиновых двигателях
  • 1.1 Тенденции форсирования автомобильных бензиновых двигателей
  • 1.2 Проблемы крутильных колебаний коленчатых валов
  • 1.3 Методы борьбы с крутильными колебаниями
• 2. Методики расчета крутильных колебаний коленчатого вала
  • 2.1 Теоретические основы крутильных колебаний
  • 2.2 Математические модели и программное обеспечение для расчёта крутильных колебаний коленчатого вала
  • 2.3 Учет податливости соединений
  • 2.4 Граничные условия для двигателя ВАЗ-2108
• 3. Расчет крутильных колебаний коленчатого вала двигателя ВАЗ-2108
  • 3.1 Исходные данные
  • 3.2 Построение расчётной схемы
  • 3.3 Определение собственных частот и форм колебаний
  • 3.4 Сравнительный анализ с допустимыми резонансными режимами
  • 3.5 Влияние податливости элементов и оценка демпфирования
  • 3.6Расчет цикла бензинового двигателя
  • 3.7 Крутящие моменты
  • 3.8 Расчет коленчатого вала на крутильные колебания
    • 3.8.1 Определение эквивалентной длины коленчатого вала
    • 3.8.2 Определение коэффициентов жесткости элементов коленчатого вала
    • 3.8.3 Определение моментов инерции элементов коленчатого вала
    • 3.8.4 Определение частоты собственных колебаний коленчатого вала двигателя ВАЗ 2108
    • 3.8.5 Определение возможных резонансных режимов работы силовой установки
    • 3.8.6 Определение действительной амплитуды
  • 3.9 Рекомендации по улучшению конструкции
• 4 Итоги по результатам работы
  • 4.1 Основные результаты расчетов
  • 4.2 Оценка допустимости текущей конструкции
  • 4.3 Перспективы практического применения
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ А
• Расчет цикла бензинового двигателя на номинальном режиме
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б
• Расчет цикла бензинового двигателя на режиме максимального крутящего момента
• ПРИЛОЖЕНИЕ В
• Расчет коэффициентов жесткостей колена полноопорного вала в приведенной крутильной системе коленчатого вала ДВС
• ПРИЛОЖЕНИЕ Г
• Расчет момента инерции моторной массы в приведенной крутильной системе коленчатого вала ДВС
• ПРИЛОЖЕНИЕ Д
• Расчет момента инерции противовеса на продолжение щеки коленчатого вала графоаналитическим методом
• ПРИЛОЖЕНИЕ Е
• Расчет частот собственных колебаний в приведенной крутильной системе коленчатого вала ДВС методом остатка