(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221081872 9.4 (22)申请日 2022.07.13 (71)申请人 厦门大学 地址 361000 福建省厦门市思明南路42 2号 (72)发明人 姜晨醒　倪世威　曹海峰　赵国锋　 陈宇璇　刘少峰　宋正凯　徐思萌　 卢世逸　 (74)专利代理 机构 厦门市精诚新创知识产权代 理有限公司 3 5218 专利代理师 何家富 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑轴系扭振与缸压耦合的内燃机表 面振动预测方法 (57)摘要 本发明涉及一种考虑轴系扭振与缸压耦合 的内燃机表 面振动预测方法， 建立考虑内燃机轴 系扭转振动与缸内压力耦合模型， 并通过该模型 求取耦合后的缸压曲线； 通过考虑耦合后的缸内 压力曲线求取引起整机振动的相关激励； 将该耦 合激励带入至有 限元模型中进行整机震动预测 仿真。 本发 明充分考虑了内燃机轴系扭振与机体 表面振动之间的耦合关系， 使得内燃机机体表面 振动的预测响应 计算更为精确。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 115099112 A 2022.09.23 CN 115099112 A 1.一种考虑轴系扭振与缸压耦合的内燃机表面振动预测方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： S1， 将内燃机轴系扭转振动与缸内燃烧压力进行耦合， 建立考虑内燃机轴系扭转振动 与缸内压力的耦合模型； S2， 通过步骤S1中的耦合模型求得考虑内燃机轴系扭转振动的缸内压力曲线， 基于该 缸内压力曲线求取引起机体振动的振动激励； S3， 将步骤S2中求得的振动激励， 带入到内燃机整机有限元计算模型中， 实现考虑轴系 扭转振动耦合的内燃 机表面振动预测。 2.根据权利要求1所述的考虑轴系扭振与缸压耦合的内燃机表面振动预测方法， 其特 征在于： 在步骤S1中， 对于所述耦合模型建立， 是将内燃机轴系瞬时转速波动信号进行积 分， 得到轴系瞬时扭转振动信号， 并将其反馈至耦合模型中； 接着根据反馈的所述轴系瞬时 扭转振动信号， 对每周期喷油提前角进 行实时修正， 进而使引起缸内燃烧压力发生改变， 轴 系扭转振动随之实现实时变化， 实现轴 系扭转振动与缸内燃烧压力之间的相互耦合。 3.根据权利要求1所述的考虑轴系扭振与缸压耦合的内燃机表面振动预测方法， 其特 征在于： 在步骤S2中， 先对内燃机运动部件进行动力学分析， 根据分析数据计算活塞侧推 力、 主轴承反力和缸头受力作为所述振动激励。 4.根据权利要求3所述的考虑轴系扭振与缸压耦合的内燃机表面振动预测方法， 其特 征在于： 所述活塞侧推力的计算公式为： 其中， λ为连 杆长径比， FGtor为考虑轴系瞬时转速波动耦合的活塞受力， 其计算公式为： FGtor＝( πD2Pg)/4 其中， D为活塞直径； Pg为缸内爆发压力； FJtor为考虑轴系瞬时转速波动的往复惯性力， 其计算公式为： FJtor＝‑mjator 其中， mj为往复质量， ator为考虑瞬 时转速波动耦 合的往复部件运动加速度， 其结果可由 活塞运动位移结果 求取二阶导数 得到， 计算公式如下： 其中， ωt为考虑轴系瞬时转速波动的角速度函数。 5.根据权利要求4所述的考虑轴系扭振与缸压耦合的内燃机表面振动预测方法， 其特 征在于： 所述主轴承反力的计算公式如下： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115099112 A 2其中， FTtor为考虑瞬时转速波动的曲柄销位置切向力； FNtor为考虑瞬时转速波动的曲柄 销位置法向力， 计算公式如下： 由此可计算所述主轴承反力。 6.根据权利要求4所述的考虑轴系扭振与缸压耦合的内燃机表面振动预测方法， 其特 征在于： 所述缸头受力取值 为与活塞受力FGtor大小相同， 方向相反。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115099112 A 3