关于发电机抖动的原因分析

2018-01-24李贺柱胡必谦陈晓东路明

汽车实用技术 2017年24期

关键词：云图发电机螺栓

李贺柱，胡必谦，陈晓东，路明

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽合肥 230601）

前言

某发动机前端的发电机抖动较大，导致固定螺栓力矩衰减甚至松脱，初步分析发电机及发电机支架安装结构，怀疑是发电机支架刚度偏弱，使得整体的1阶模态频率处于发动机最大超速转速点火频率范围之内。所以针对发电机抖动问题进行支架的模态及有限元计算。

如下图1所示，发电机由发电机上支架和发电机下支架固定。

图1 发电机及固定支架

1 计算分析

本FEA模型是由发电机支架、发电机调节支架、发电机、部分缸体、链轮室、链轮室盖、衬套及联接螺栓组成的装配体，有限元网格由HyperMesh划分，模态计算的网格类型选择 C3D10，静力计算的网格类型为 C3D10M。计算采用ABAQUS解算器。有限元模型如图2所示。

图2 计算模型

通过分析得出，支架总成的 1阶约束模态频率值为110.90Hz，2阶约束模态频率值为314.47Hz。

该发动机的最大超速转速为4500rpm，发动机的2阶激励最大，发动机转速达到4500rpm时其2阶频率值为150Hz。根据模态频率值评价标准，支架总成的 1阶频率应大于 1.3±0.1倍2阶最大超速转速点火频率值，发动机1.3±0.1倍2阶最大超速转速点火频率值为180Hz～210Hz。

因此，支架总成的1阶频率为110.90Hz，小于180Hz，故支架总成有引起共振的风险，不满足避振设计要求。

图3 1阶模态应变能云图

图4 1阶模态位移云图

图5 2阶模态应变能云图

图6 2阶模态位移云图

图3、4分别为支架总成在1阶约束频率值下的应变能与位移云图。从图中可以看出，支架的1阶振动为发电机的绕固定螺栓形成的轴线摆动。由于支架与摆动轴线夹角较小，使发电机一侧几乎悬空，且发电机重量较大，达到5.7kg，所以，可以认为，发电机缺少第三点支撑，变形较大，难以抑制发电机的摆动，从而导致支架总成的1阶频率值较低。