Гашение колебаний в энергосиловом блоке  при пуске современного двигателя

Сергей Владимирович Абдулов; Игорь Александрович Тараторкин; Виктор Борисович Держанский; Александр Игоревич Тараторкин; Александр Александрович Волков

Авторы

Сергей Владимирович Абдулов ОАО «Специальное конструкторское бюро машиностроения», г. Курган Курганский государственный университет, г. Курган
Игорь Александрович Тараторкин Институт машиноведения УрО РАН Курганский государственный университет, г. Курган
Виктор Борисович Держанский Курганский государственный университет, г. Курган
Александр Игоревич Тараторкин Институт машиноведения УрО РАН, г. Екатеринбург ООО «КАТЕ», г. Москва
Александр Александрович Волков Институт машиноведения УрО РАН, г. Екатеринбург Курганский государственный университет, г. Курган

Ключевые слова:

двигатель, трансмиссия, нагруженность, пуск, торсион, гаситель, колебания, собственная частота, резонанс

Аннотация

Содержание статьи посвящено исследованию динамики пуска современного двигателя, оценке динамической нагруженности элементов трансмиссии, соединенных с двигателем. Процесс исследуется экспериментально при запуске реального двигателя, оснащенного современной системой управления подачей топлива Common Rail. При этом определяются временные функции момента, угловой скорости вала двигателя, цикловая подача топлива и угол опережения впрыска, а также параметры колебательного процесса, сопровождающие пуск двигателя. На основе экспериментальных данных строится имитационная модель в программном пакете Amesim, параметры которой и начальные условия соответствуют реальному процессу. При этом учитывается возможность введения нелинейной упруго-диссипативной связи между маховиком двигателя и ведущим элементом трансмиссии. На основе результатов имитационного моделирования установлены зависимости амплитуд динамического момента от ускорения разгона двигателя и параметров упруго-диссипативной связи. На основе результатов исследования обоснованы направления совершенствования процесса пуска, обеспечивающие приемлемую динамическую нагруженность. Новизна результатов состоит в изучении зависимости амплитуд динамического момента от ускорения разгона и параметров упруго-диссипативной связи (соединения) двигателя с трансмиссией. На основе полученных результатов обоснованы направления совершенствования процесса пуска. Перспективы использования состоят в возможности оптимизации параметров управления системой топливоподачи современного дизельного двигателя с учетом зависимости процесса от свойств трансмиссии и особенностей ее функционирования. Практическая значимость результатов исследования состоит в изучении условий возбуждения резонансных колебаний в системе двигатель – трансмиссия в процессе пуска и решении обратной задачи – определения требуемой величины ускорения разгона двигателя в процессе пуска и выбора упруго-диссипативных параметров гасителя, ограничивающего амплитуды динамического момента.

Библиографические ссылки

Torque Control Isolation (TCI) The Smart Clutch / W. Reik, A. Albers, M. Schnurr et al. –

LuK-Symposium. – 1990.

Albers, A. Das Zweimassenschwungrad der dritten Generation – Optimierung der Komforteigenschaften von PKW-Antriebssträngen / A. Albers // Antriebstechnisches Kolloquium 91. – Verlag TÜV-Rheinland, 1991.

Taratorkin, A. Dynamic Loading Reduction of Multiplate Clutches Lined Plates of the Vehicle Powertrain / A. Taratorkin // SAE Technical Papers. – 2014. – № 2014-01-2332. – P. 1–5.

Тараторкин, А.И. Снижение динамической нагруженности фрикционов гидромеханических трансмиссий транспортных машин / А.И. Тараторкин // Труды НАМИ: сб. науч. ст. – М.: Наука. – 2015. – Вып. 260. – С. 178–189.

Albers, A. Simultaneous Engineering an einem Beispiel aus der KFZ-Zulieferindustrie / A. Albers // Führungskräfte-Treffen 93 des VDI-EKV Verein deutscher Ingerieure. – Düsseldorf, 1993.

Fidlin, A. DMF Simulation Techniques / A. Fidlin, R. Seebacher // 8th LuK Symposium. – 2006. – С. 55–71.

Reik, W. Good Vibrations – Bad Vibrations / W. Reik, A. Fidlin, R. Seebacher // VDI Conference Vibrations in Drives. – 2009.

DMF – Nothing New / A. Kooy, A. Gillmann, J. Jäckel, M. Bosse // 7th LuK Symposium, 2002. – P. 5–14.

Kroll, J. Torsionsschwingungsdempfung fur zukunftige Motoren / J. Kroll, A. Kooy, R. Seebacher // Schaeffler Kolloquium 2010. – Herzogenaurach: Schaeffler Technologies, 2010.

Schneider, M. The Clutch Comfort Portfolio: From a supplier’s product to an equipment criterion / M. Schneider et al. // 10th Schaeffler Symposium. – 2014.

Белоутов, Г.С. Математическая модель расчета динамических нагрузок во входных элементах трансмиссии при проходе резонансной зоны в процессе запуска двигателя / Г.С. Белоутов, И.В. Быков // Актуальные проблемы защиты и безопасности: труды XVII Всерос. науч.-практ. конф. РАРАН (1–4 апр. 2014 г.). – М.: Рос. акад. ракетных и артиллерийских наук, 2014. – C. 142–149.

Терских, В.П. Крутильные колебания валопровода силовых установок / В.П. Терских. – Л.: Судостроение, 1970.

Бурцев, С.Е. Расчет опасных режимов вынужденных колебаний крутильных систем гусеничных машин / С.Е. Бурцев. – М.: Изд-во ВА БТВ, 1967.

Вейц, В.Л. Динамика машинных агрегатов с двигателями внутреннего сгорания /

В.Л. Вейц, А.Е. Кочура – Л.: Машиностроение, 1976.

Проектирование трансмиссий автомобиля / под ред. А.И. Гришкевича. – М.: Машиностроение, 1983. – 263 с.

Альгин, В.Б. Динамика многомассовых систем машин при изменении состояний фрикционных компонентов и направлений силовых потоков / В.Б. Альгин // Механика машин, механизмов и материалов. – 2014. – № 4 (29). – С. 21–32.

Ричард, Л. Цифровая обработка сигналов: пер с англ. / Л. Ричард. – 2-е изд. – М.: ООО «Бином-Пресс», 2007.

PowerGraph. Руководство пользователя. – http://www.powergraph.ru.

Измайлов, Д.Ю. PowerGraph. Часть 2 – проведение измерений / Д.Ю. Измайлов //

ПиКАД. – 2008. – № 2. – C. 42–46.

Системы управления дизельными двигателями: пер. с нем. – Первое рус. изд. – М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. – 480 с.

LMS Imagine.Lab Model-oriented approach to designing mechatronic systems. – https://www. plm.automation.siemens.com/ru_ru/products/lms/imagine-lab/amesim.