基于不同发火间隔角的CODAD柴柴联合动力推进系统扭振激励力矩分析方法研究

论文摘要

对于CODAD系统而言,研究其系统的扭振激励时,必须从三个方面加以考虑,即单机发火激励影响,并车带来的激励影响,传动轴系及螺旋桨带来的激励影响。柴油机本身的激励是动力装置轴系扭转振动最主要的激励源,而不同发火间隔角对于柴油机的激励有很大的影响,国内目前对于其影响没有系统的研究,尤其缺乏对于V型夹角的影响研究。本课题系统地对CODAD推进系统在不同发火间隔角情况下的激励力矩进行了研究,首先,研究基于不同发火间隔角的单台柴油机发火激励,对于CODAD系统而言,柴油机采用多缸V型机,除了考虑各缸缸内的激励,惯性力矩的激励,尤其需要注意排间和列间不同发火间隔角的影响,这也是本文研究的重点内容,主要考虑:柴油机工作时由于气缸内气体压力的变化而产生的干扰力矩;柴油机曲柄连杆机构在运动时所产生的惯性力和惯性力矩;不同发火顺序的影响;V型夹角的影响,即A/B排发火间隔角。其次,在已有研究成果基础上,归纳了并车系统对激励力矩的影响,对于CODAD系统,需要考虑并车相位角的影响;除了考虑单机的一缸不发火和一缸故障外,还需要考虑两机同时出现一缸不发火和一缸故障的情况,以评估该情况下轴系的安全性。最后,研究了螺旋桨等接受功率的部件不均匀吸收扭矩产生的干扰力矩。当接受功率的部件不能均勾地吸收扭矩时,会产生周期性的扭矩变化,这种周期性的扭矩变化也会使轴系总的干扰力矩增大或减小。全文以相对振幅矢量和∑(α|→)_k为核心基础进行不同情况下的激励力矩分析方法的研究,并编制了相关的计算程序,结合XXX舰CODAD推进系统研究实例,对各种发火状态和运行工况下的相对振幅矢量和进行了深入的研究,得出了不同V型夹角情况下扭振激励的主要差异。通过以上内容的研究,归纳总结了系统的CODAD推进轴系的激励力矩研究方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本研究工作的背景和意义
• 1.2 本文的主要研究工作
• 1.2.1 基于不同发火间隔角的柴油机发火激励
• 1.2.2 并车系统的影响
• 1.2.3 螺旋桨等接受功率的部件不均匀吸收扭矩产生的干扰力矩
• 第二章 基于不同发火间隔角的CODAD 系统柴油机发火激励
• 2.1 气缸内气体压力产生的激振力
• 2.1.1 气体压力激振的基本原理
• 2.1.2 气体压力激振的简谐分析程序
• 2.2 运动部件惯性力产生的激励力矩
• 2.2.1 回转运动部件重力所产生的激振力矩
• 2.2.2 往复运动部件重力产生的激振力矩
• 2.2.3 运动部件的惯性力所产生的激振力矩
• 2.3 不同排间/列间发火间隔角的影响
• 2.3.1 正常发火时∑αk 值
• k 值的影响'>2.3.2 列间发火间隔角对∑（α|→）_k值的影响
• k 值的影响'>2.3.3 V 型交角对∑（α|→）_k值的影响
• k 值'>2.3.4 一缸不发火时∑（α|→）_k值
• 2.4 不同发火角的激励影响试验验证
• 2.4.1 测试系统说明
• 2.4.2 420 度发火间隔角强迫振动测试结果
• 2.4.3 60 度发火间隔角强迫振动测试结果
• 2.4.4 测试结果与计算结果对比
• 2.4.5 测试结论
• 第三章 并车系统对激励力矩的影响
• 3.1 并车相位角的影响
• 3.2 两机同时一缸不发火的影响
• 第四章 螺旋桨引起的激励力矩
• 4.1 轴频激励
• 4.2 叶频激励
• 4.3 考虑螺旋桨激振时系统激振功
• 第五章 全文总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 附件激励力矩简谐分析程序代码
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢