Oscillation suppression in the energy-power unit when starting a modern engine
Keywords:
engines, transmissions, loading, start, torsion bars, suppressors, oscillations, natural frequency, resonanceAbstract
The article is devoted to the study of the dynamics of starting a modern engine as well as the assessment of the dynamic load of transmission elements connected to the engine. The process was studied experimentally while starting a real engine equipped with a modern fuel control system Common Rail. In this case, we determined the time functions of the moment, the angular velocity of the motor shaft, the cyclic fuel supply, the advance angle of the injection, and the oscillating process parameters of engine start. Based on the experimental data, a simulation model was developed with the Amesim software package, the parameters and the initial conditions of which correspond to the actual process. This takes into account the possibility of introducing a nonlinear elastic-dissipative coupling between the engine flywheel and the driving element of the transmission. Basing on the simulation results, we establiched the dependencies of the dynamic moment amplitudes on the engine acceleration and the elastic-dissipative coupling parameters. Basing on the research results, we substantiated the lines of improvement of engine start process which ensure a relevant dynamic load. The results are innovative in the field of studying the dependency of the dynamic moment amplitudes on the acceleration and the parameters of
the elastic-dissipative coupling (connection) between the engine and the transmission. Basing on the obtained results, we substantiated the lines of improvement of the engine start process.
The prospects of use consist in the possibility to optimize the control parameters of the fuel supply system in a modern diesel engine, taking into account the dependency of the process on the transmission properties and its operation features. The practical value of the research results consists in studying the excitation conditions of resonance oscillations in the engine-transmission system during the engine start and in solving the inverse task, that is determining the required value of engine acceleration during the engine start and selecting the elastic-dissipative parameters of the suppressor that limits the dynamic moment amplitudes.
References
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.
