Torsionsanalys av vevaxeln kamaxeln och motortransmissionen på Scanias D12
a
VevaxlarKamaxlarTransmissionMatlabmodelleringTorsionDynamikEgenfrekvenserOrdningarModformerDynamiskt moment
Syftet med examensarbetet är att ta fram en modell för torsionssvängningar i systemet vevaxel, motortransmission och kamaxeln på SCANIA's 12 liters dieselmotor DC1201. Det höga gastrycket och injektortrycket på SCANIA's dieselmotorer ger upphov till stora moment på både vevaxeln och kamaxeln. Dessa moment varierar kraftigt med tiden och skapar torsionssvängningar hos de båda axlarna samt hos motortransmissionen. Modellen som presenteras är linjär och av frekvens respons typ, den beskriver förloppet i fortvarighet. Axlarna och transmissionen är diskretiserade med totalt 37 frihetsgrader. Indata till modellen är gastrycksdata i cylinder och moment på kamaxeln vid olika varvtal i intervallet 800-1900 rpm. Eftersom dessa indata är periodiska vid fasta varvtal, Fourierserieutvecklades de och superposition tillämpades. De största förenklingarna hos modellen är att momenten på vevaxeln från vevstaken samt momenten på kamaxeln från ventilmekanismen betraktas som pålagda utan återkoppling. De olinjära effekter hos transmissionen som kuggstyvheten och kuggspelet försummas också. Några verifierande mätningar har inte utförts inom ramen för examensarbetet Modellen visar att kamaxeln i stort sett svänger med svänghjulet längst bak på kamaxeln. Framänden på kamaxeln förvrids mer oregelbundet, framför allt vid höga varvtal. En viktig egenfrekvens för kamaxelsvängningar finns hos systemet vid 500 Hz. Denna egenfrekvens ger en tydlig resonans vid 1600 rpm för ordning 18. Transmissionens styvhet påverkar starkt dynamiken hos kamaxeln. En jämförelse med en modell med bara vevaxeln visar att kamaxeln inte påverkar vevaxeln nämnvärt.