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振动与冲击
�．海军工程大学船舶与动力学院，武汉���；��＞�ご罅�厍��麓�硎遥�罅����
进行建模而后将其导人到机械系统动力学分析软件中，对柴油机动力传递系统在带隔振器、不带隔振器以及冲击环境下 进行动力学动态仿真。分析结果表明，该模型能准确反映动力传递系统的运动受力情况，该分析流程提供了一种船用柴 油机动力传递系统结构设计以及故障处理时简单可靠可行的方法。
关键词：柴油机；动力学；动态仿真；冲击
内燃机运动机构的作用力分析是内燃机动力学分
障分析等不可缺少的手段。目前大多数分析方法局限 于传统研究方法，对于动态分析研究不够，对于柴油机 运行环境考虑较少。
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刚体动力传递组件建模
本文研究基于计算多体动力学方法，实体模型的
考虑到柴油机的平衡性、负荷情况、对轴系扭转振 发火顺序，如下：�一�一�一�一�一�，对应的 发火间隔角为：�������，��，�。。本文主要研
建立是仿真计算的基础，模型的正确建立与否直接影 响仿真计算的正确与否。文中运用三维建模软件对该 型号柴油机的动力传递组件进行完整建模；利用三维 建模与动力学分析软件之间的无缝接口软件传递模型 数据信息，并对其进行仿真分析。由于柴油机结构复 杂，在添加约束之前将没有相对运动的部件定义为一 个刚体，从而减少了同定副的添加数量。模型的约束
究柴油机在额定工况下的情况，对于启动等过渡工况 的边界条件没有施加，根据柴油机的额定转速与额定
�。转速条件和扭矩条
件都施加于曲轴与机体连接的旋转副上。混合气燃烧 后作用于活塞的力为额定工况时气缸压力与活塞截面 面积的乘积。本文所取的计算初始时刻为�缸发火 转角之间的关系。在动力学分析软件中用���的 样条插值函数来实现悼�缓��#篈�������，
通讯作者黄映云男，教授，博士生导师，��年生 ���，�木��渲衋��为曲轴的转角，���为各缸
万方数据
高浩鹏等：船用柴油机运动机构动力学动态分析方法研究
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与�＠嗨品纸�，其公式为
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图�;钊��κ芰η�咄迹�胪�比较可以反
映出活塞销处所产生的总力的最大值要小于气缸的所 受爆压的最大值，这是由于平衡块、平衡轴等所产生的
不平衡性。图�8鞲椎牟嗤屏Γ�贾锌梢钥闯鯝列
万方数据
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由于实际中柴油机在船体上的安装带有隔振器， 为了使仿真更接近实际，在以上建立模型的基础上，对 学响应分析。由于隔振器的作用，在柴油机与基座之
气缸的侧推力幅值减小，使得柴油机工作时的不平衡
统对两侧机脚加速度的测量并进行滤波，由图中可以 发现两侧机脚的受力不同，从而反映了柴油机运转过 程的不平衡性，也论证了仿真的可靠性。
图�机脚受力
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万方数据
��年第�卷
在之上建立的模型的基础上，作者对基座施加了
半正弦的沿柴油机横向加速度冲击，文中使用的函数
作用力约是柴油机本身产生作用力的�％，可见隔振 器有比较好的隔振效果；但是柴油机在静止时由于油 膜以及润滑系统等都不能发挥作用，导致气缸与气缸 套等运动部件产生干摩擦，减少柴油机的使用寿命。 图�为活塞的加速度曲线，��水平垂直于曲轴方
的平面�畲笾�．����／��；从图中可以发现，
向幅值约为施加冲击幅值的�％，进一步说明隔振器 的效果，但是该加速度同样在柴油机静止时对柴油机
价～一零：二：�≥一’�⋯
图�冲击加速度时域曲线
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水平推力
本文来源：https://www.wddqxz.cn/0b33197d0740be1e650e9ab4.html
2022-03-30
