部分構造合成法による内燃機関の振動と騒音の解析方法の開発

Research Project

Project/Area Number	62460108
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	機械力学・制御工学
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	長松昭男東京工業大学, 工学部, 教授 (70016640)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大熊政明東京工業大学, 工学部, 助手 (60160454)
Project Period (FY)	1987 – 1988
Project Status	Completed (Fiscal Year 1988)
Budget Amount *help	¥5,600,000 (Direct Cost: ¥5,600,000) Fiscal Year 1988: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000) Fiscal Year 1987: ¥5,100,000 (Direct Cost: ¥5,100,000)
Keywords	振動 / 騒音 / 内燃機関 / 部分構造合成法 / モード解析 / 振動解析 / 有限要素法
Research Abstract	前年度は、内燃機関の振動特性を部分構造合成法によって解析する方法を提案した。これに続いて本年度は、以下の研究を行った。 1.クランク軸とシリンダブロックの間の油膜特性を実験的に決定する装置を製作し、実験を行った。測定データ中に混入する周期ノイズを除去する方法を提案し、これにより、従来のように加振器を用いる調和加振ではなく、より簡単な打撃加振によって油膜特性を決定することが可能になった。モデル軸受によって得られた軸受特性は,従来の油膜理論による値と一致し、本実験方法の有用性が確認できた。 2.実機エンジンの起振力を燃焼圧力、吸排気バルブ着座力及びピストンスラップ力に大別し、それぞれを実験によって求めた。まず燃焼圧力は、気筒内に圧力センサを埋め込み、実働運転中の爆発による衝撃圧力を測定した。吸排気バルブ着座力は、あらかじめバルブ着座部とシリンダブロック表面間の振動伝達関数を振動試験により求めておき、ピストンをはずしてバルブ開閉だけを行った時のシリンダブロック表面の振動応答をこの伝達関数で除することによって求めた。さらにピストンスラップ力は、バルブをはずしてピストンだけをモータリングで動かした時の伝達関数で除することによって決定した。 3.前年度開発した部分構造合成法に、本年度実験的に求めた油膜特性と加振力を導入し、実働時の振動と音響を解析した。一方では、実運転時の振動と測響を測定した。実験結果は解析結果と主要な共振振動吸うについて一致し、作成したシステムプログラムが実用上十分な精度を有するものであることが確認できた。