论文题目: 摩托车发动机曲柄连杆总成动平衡测量系统与惯性力调整方法的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械制造与自动化
作者: 王秋晓
导师: 徐宗俊
关键词: 摩托车发动机,曲柄连杆机构,惯性力,动平衡
文献来源: 重庆大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在摩托车发动机中,曲柄连杆总成的惯性力是整车振动的重要来源,发动机设计图纸上对其生产和装配都有重要技术要求。摩托车发动机的曲轴采用左右曲柄分别加工,与连杆合装的工艺,曲轴不能单独平衡校正,只能考虑曲柄连杆总成整体平衡的方法。长期以来生产企业缺乏有效的曲柄连杆机构惯性力实验检测设备和手段,在生产过程中难以对发动机惯性力有效的控制和调整,影响了发动机和整车的质量。发动机的惯性力的大小与方向对车辆的振动和舒适性方面有相当大的影响,在摩托车发动机中一般采用过量平衡调整惯性力的方法,摩托车发动机曲柄连杆总成动平衡测量机是发动机惯性力的重要检测设备。论文讨论了单缸和V 型双缸发动机中曲柄连杆机构的理论惯性力曲线‘力椭圆’和实验惯性力曲线‘力八字’的关系,提出在摆架上逐点偏移汽缸进行惯性力实验的方法,得到的实验惯性力曲线完全反映了惯性力的主要参数。在单、双缸发动机惯性力数学模型的基础上,研究了曲柄连杆机构的合成旋转质量的位置及与往复质量的比值这两个重要的设计参数与最大惯性力、主趋角、不平衡率的变化关系和规律,讨论了摩托车发动机惯性力参数选择依据,探讨了单缸和V 型双缸发动机惯性力参数的校正方法。研究了测量机的实验摆架的振动特性和标定方法,讨论了电测系统中相关器的特性和信号处理方法,提出利用与转速同频参考信号直接提取一次惯性力和二次惯性力信号的方法与系统。在本文的理论和实验基础上,研制了QZC-30 摩托车发动机曲柄连杆总成动平衡测量机,已在十余家摩托车生产企业中使用。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 摩托车发动机平衡意义
1.2 发动机惯性力的平衡的类型
1.2.1 完全平衡(Entirely Balance)
1.2.2 部分平衡(Partial Balance)
1.3 发动机曲柄连杆总成动平衡测试及校正
1.4 动平衡测量与校正系统的发展
1.5 本课题研究的主要内容
2 单缸曲柄连杆机构惯性力测量方法的研究
2.1 曲柄连杆机构的运动学基础
2.1.1 中心曲柄连杆机构的运动分析
2.1.2 偏心曲柄连杆机构运动分析
2.2 曲柄连杆机构的动力学简化
2.2.1 连杆的质量代换法
2.2.2 旋转不平衡质量作用于曲柄销中心的曲柄连杆机构惯性力
2.3 曲柄连杆机构的理论惯性力曲线—‘力椭圆’
2.3.1 合成旋转质量
2.3.2 理论一次惯性力曲线——‘力椭圆’
2.4 曲柄连杆机构的实验惯性力曲线-‘力8字’
2.5 实验惯性力曲线-‘力8 字’验证实验
2.6 惯性力测量点图的计算处理
2.6.1 ‘力8 字’长短轴
2.6.2 ‘力8 字’长短轴的回归计算
2.7 小结
3 单缸发动机惯性力调整方法的研究
3.1 概述
3.2 曲柄连杆机构惯性力平衡的方法
3.3 惯性力不完全平衡的主要调整参数
3.3.1 旋转质量与往复质量之比
3.3.2 合成旋转质量的在曲柄的反方向上偏移角度
3.3.3 曲柄连杆比
3.4 曲柄连杆机构惯性力主参数与调整参数关系
3.4.1 最大惯性力与τ、f 的关系
3.4.2 最小惯性力与τ、f 的关系
3.4.3 最大惯性力与最小惯性力之差与τ、f 的关系
3.4.4 最大惯性力与最小惯性力之比与τ、f 的关系
3.4.4 主倾角γ与τ、f的关系
3.4.5 不平衡率与τ、f的关系
3.4.6 摩托车发动机中惯性力参数的选取
3.5 实验调整计算
3.5.1 惯性力参数的确定
3.5.2 惯性力参数的调整计算
3.5.3 去重计算
3.5.4 平衡块的偏移
3.5.5 调整试验
3.6 小结
4 双缸发动机曲柄连杆机构惯性力测量方法的研究
4.1 V 型曲柄连杆机构的运动学基础
4.2 V 型汽缸主、副连杆的质量代换
4.3 V 型缸的理论惯性力曲线
4.3.1 V型缸的惯性力分析
4.3.2 V型缸的一次惯性力曲线
4.3.3 V型缸的二次惯性力曲线
4.4 V 型缸的一次实验惯性力曲线
4.5 V 型缸的实验惯性力验证实验
4.6 V 型汽缸惯性力主参数与调整参数关系
4.6.1 最大一次惯性力与τ、f 的关系
4.6.2 最小惯性力与τ、f 的关系
4.6.3 最大惯性力与最小惯性力之差与τ、f 的关系
4.6.4 主倾角γ_主与τ、f 的关系
4.6.5 不平衡率与τ、f 的关系
4.7 V 型汽缸实验调整计算
4.7.1 惯性力参数的确定
4.7.2 惯性力参数的调整计算
4.8 小结
5 试验摆架力学分析和标定的研究
5.1 试验摆架的振动特性分析
5.2 双测量面解算原理
5.3 双测量面的标定
5.4 惯性力量值比例修正
5.5 小结
6 测量系统电子检测处理技术的研究
6.1 概述
6.2 测量信号处理通道构成
6.3 相关器模型分析
6.3.1 相关器模型分析
6.3.2 相关器的特性分析
6.4 信号计算原理
6.5 小结
7 测量系统机械结构的研究
7.1 概述
7.2 测量机摆架结构
7.3 驱动机构中连轴节对测量的影响
7.3.1 双万向联轴节传动比分析
7.3.2 联轴节的质量对测量的影响
7.4 小结
8 结论
9 摩托车发动机曲柄连杆总成动平衡测量机图片
致谢
参考文献
附录:作者在攻读博士学位期间完成的主要相关科研工作及发表的论文
独创性声明
学位论文版权使用授权书
发布时间: 2005-11-07
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