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        基于磁流變技術的汽車發(fā)動機隔振系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化

        2016-11-04 08:17:36杜鵬飛
        科技視界 2016年23期
        關鍵詞:參數(shù)優(yōu)化汽車發(fā)動機

        杜鵬飛

        【摘 要】針對傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機隔振系統(tǒng)隔振參數(shù)不可調(diào)的問題,利用磁流變隔振器件參數(shù)可調(diào)的特點,對汽車發(fā)動機隔振系統(tǒng)進行優(yōu)化建模。為減少振動對車內(nèi)人員的影響確立了降低力傳遞率為優(yōu)化目標,同時為減少振動對環(huán)境的影響確立了降低加速度傳遞率為優(yōu)化目標,根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)響應對多目標問題進行全局尋優(yōu)。通過對復雜激勵下的磁流變隔振器進行隔振參數(shù)優(yōu)化仿真,結果表明傳遞到車身上的力的有效值減少了45.27%,加速度的有效值減少了28.13%,驗證了磁流變技術應用在汽車發(fā)動機隔振系統(tǒng)中的有效性。

        【關鍵詞】汽車發(fā)動機;磁流變隔振器;參數(shù)優(yōu)化

        0 引言

        汽車發(fā)動機是一種動力裝置,根據(jù)發(fā)動機工作原理,因發(fā)動機曲柄連桿轉動時的慣性力和氣體爆炸沖擊力作用,發(fā)動機會產(chǎn)生多頻多振幅的復雜振動,具有寬頻、多主頻、多振幅的特點。如何減少汽車發(fā)動機的振動,近年來成為廣大學者研究的熱點。目前被動隔振系統(tǒng)(彈簧隔振系統(tǒng)、橡膠隔振系統(tǒng))在動力裝置隔振領域已經(jīng)有較為廣泛的應用。然而,由于被動隔振系統(tǒng)器的隔振參數(shù)難以根據(jù)多變的激勵進行調(diào)節(jié)[1],磁流變材料的出現(xiàn),為汽車發(fā)動機隔振自適應調(diào)節(jié)其隔振參數(shù)提供了方法。

        磁流變液(MRF)是一種智能材料,通過控制驅(qū)動電流的大小改變外加磁場強度,從而改變了磁流變液(MRE)中顆粒的順序及緊密層度,進而改變了其阻尼特性。利用這一特性,廣大學者開始了對磁流變隔振器的研究,磁流變隔振器具有響應速度快、能耗低、出力大、魯棒性強的特點[2]。目前該類研究的重點是磁流變隔振器設計和性能測試分析,針對汽車發(fā)動機的復雜激勵、小位移的難題,如何利用磁流變隔振器隔振參數(shù)可調(diào)的特點,使汽車發(fā)動機隔振系統(tǒng)適應復雜激勵下的振動,并使隔振效果達到最優(yōu)的研究是非常有意義的。

        1 汽車發(fā)動機隔振系統(tǒng)模型

        由于實際的汽車發(fā)動機隔振系統(tǒng)較為復雜,僅以四缸四沖程的發(fā)動機為例,進行隔振系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化和模型化研究。由于四缸發(fā)動機有偶數(shù)個缸組成,其不平衡力通過相互平衡過后,對于隔振系統(tǒng)來說主要存在一個垂向的不平衡力。因此,可將此隔振系統(tǒng)簡化為單自由度隔振系統(tǒng)進行研究,如圖1所示。

        由于隔振系統(tǒng)的復雜性,本文做以下幾點假設:

        (1)將汽車發(fā)動機看作是復合的振源;

        (2)僅對垂向激勵進行研究;

        (3)發(fā)動機本身可視為剛體。

        1.1 隔振系統(tǒng)的動態(tài)模型

        由圖3知,優(yōu)化隔振的隔振效果明顯優(yōu)于被動隔振,提高了整個隔振系統(tǒng)的隔振性能。

        5 結論

        根據(jù)磁流變隔振器隔振參數(shù)可調(diào)的特點,建立多優(yōu)化目標,結合磁流變隔振器和系統(tǒng)動力學特性,通過仿真驗證了將磁流變隔振器應用到復雜激勵條件下的汽車發(fā)動機隔振系統(tǒng)是可行的和有效的。

        【參考文獻】

        [1]范讓林,呂振華.三代液阻懸置非線性動特性的試驗研究及其參數(shù)識別方法[J].機械工程學報,2006,42(5):174-181.

        [2]Xiaocong Zhu,Xingjian Jing,Li Cheng.Magnetorheologi-cal fluid dampers:A review on structure design and analysis[J].Journal of Intelligent Material Systems and Structures,2012,23(8):839–873.

        [3]陳世嵬,蹇開林,李銳.車用發(fā)動機磁流變懸置的剛度優(yōu)化[J].重慶大學學報:自然科學版,2011(12):29-35.

        [責任編輯:許麗]

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