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控制策略对轻型车用四缸增压中冷柴油机振动影响研究
| 论文题名： | 控制策略对轻型车用四缸增压中冷柴油机振动影响研究 |
| 关键词： | 车用四缸增压中冷柴油机;控制策略;稳态工况;振动信号 |
| 摘要： | 柴油机因其动力性强经济性好等诸多优点越来越多的被轻型车所采纳，但是柴油机的振动噪声问题也是消费者和柴油机生产制造厂家关心和关注的问题。因此需要提升车辆的NVH（Noise、Vibration、Harshness）性能，满足振动噪声法规限制。以某型号轻型车用四缸增压中冷柴油机为研究对象，从控制策略角度出发对其稳态工况振动信号进行测量分析，对其瞬态工况振动信号进行基于转速跟踪的阶次分析，为减振工作提供依据。 首先，分析了柴油机振动产生机理，从曲柄连杆机构的运动规律与受力分析和缸内燃烧激励两个方面对柴油机振动的影响因素进行阐述。 其次，搭建试验研究平台，依据国家标准要求布置振动传感器。制定控制策略，包括预喷油量、主预喷间隔角、主喷正时、轨压、EGR（Exhaust Gas Recirculation）阀开度的变化方案，明确以振动烈度作为稳态工况下的柴油机振动评价指标。对怠速工况（750r/min无负荷）、最大转矩工况（1800r/min全负荷）和标定工况（2800r/min全负荷）下各不同控制策略的柴油机振动信号进行测量分析，剖析各因素对振动的影响并提出相应的减振措施。结果显示：怠速工况下有预喷比无预喷整机振动显著增加，最大转矩工况和标定工况下整机振动也随着预喷油量的增加而增大。预喷油量必须根据运行工况由主、预喷时刻以及循环喷油量共同决定才能实现减振；各不同工况下主预喷间隔角对整机振动的影响不同。存在最佳主预喷间隔角使整机振动最小，并且这一间隔角与喷油量及主喷时刻相关；适当推迟主喷正时、降低轨压和增加EGR阀开度均能得到一定的减振效果。 最后，进行柴油机多种转速下无负荷加速试验和50%负荷加速试验。运用转速阶次跟踪对瞬态振动加速度进行测量分析。从各加速过程的MAP图中可以看出2、4、6阶次线振动较大，提取各MAP图中的2、4、6阶次线并从阶次切片图中计算出瞬态振动加速度峰值所对应的频率。对比测点各方向和各阶次下的振动情况，分析差异的原因并总结出各加速试验中对整机振动产生较大影响的因素。分析发现，不平衡往复惯性力是加速过程中产生振动的最主要原因，其次是活塞拍激力。此外燃烧激励力、气门落座冲击、进排气阀开启节流冲击对无负荷加速过程和50%负荷加速过程均有较大影响。同时，活塞侧向力和主轴承力还对无负荷加速过程中整机振动影响较大。 |
| 作者： | 周靖 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 罗福强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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