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配气机构多体系统动力学建模及仿真

李兴然  
【摘要】: 配气机构的动力学特性对内燃机的工作性能具有至关重要的影响,深入开展对配气机构动力学特性的研究工作,是保障整机性能指标的重要工作内容之一。本文运用多体系统动力学理论,基于商业化软件,通过开展配气机构多种建模方案的对比研究,旨在探寻一条进行配气机构动力学仿真的有效方法。具体内容如下: 1.为研究转速、气门弹簧刚度、气体爆发压力等因素对配气机构动态性能的影响,建立了配气机构多刚体动力学模型,并结合以上几个因素分别对其进行动力学仿真; 2.为探讨各构件的弹性特性对机构动态性能的影响,以及转速对多柔体动力学特性的影响,建立了含多个构件柔性体的多柔体的动力学模型,对其进行了对比分析,并将结果与多刚体模型的仿真结果进行对比; 3.为研究气门弹簧的建模方式对配气机构仿真结果的影响,分别建立了含线性弹簧、非线性弹簧和多质量弹簧的配气机构动力学模型,分析采用不同气门弹簧模型对机构性能仿真结果的影响; 4.为研究凸轮轴变形对配气机构动态性能的影响,以及凸轮轴轴承所受载荷的大小,针对V8柴油机建立了整机配气机构的多柔体模型,并对其进行动力学仿真研究; 5.为考虑曲柄连杆机构和传动机构对配气机构动态性能的影响,建立了V8柴油机整机运动机构的多体系统动力学模型,对整机运动机构中的配气机构进行动力学仿真。 最后,通过对上述研究方法的总结,初步提出了配气机构动力学建模及仿真的技术方法。


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