内燃机配气系统动力学计算与仿真

【摘要】： 配气机构是内燃机中的一个重要部件,其性能的好坏,直接影响到整机的工作性能,因此配气机构动力学模型的研究是当前内燃机研究的主要方向之一。随着对发动机性能和排放要求的不断提高,使得配气机构的开发和研制以及使用新型配气机构变得更加迫切。对于目前存在的各种动力学模型,如何的比较认识这些模型的优劣,以及各种模型的使用范围,这些还需要进一步的研究发展。 本研究是在大量阅读国内外有关文献资料的基础上,结合与东风汽车商用车研发中心合作的配气机构测试系统课题的实际情况,对配气机构动力学模型进行了研究,己经初步取得一些效果。 本文通过分析不同从动件与凸轮的几何关系,推导出一组平底挺杆、滚子或球面挺杆、尖锥挺杆升程的相互转换通用公式。通过对下置凸轮轴式配气机构单质量动力学模型的分析,建立了适用于下置凸轮轴配气机构的单质量系统动力学分析的Simulink模型,分析气门加速度曲线对系统的影响。 多体动力学理论,是近二十年来继有限元技术后,力学领域中最为活跃的研究方向。论文以配气机构为研究对象,依据多体动力学理论,结合某新型发动机图纸,利用MSC. Adams软件建立了多刚体动力学模型。利用模型进行了内燃机配气机构的动力学仿真分析,得到配气机构的各项参数。根据仿真结果,提出了两气门之间平衡问题,并对其产生的原因、影响以及消除方法进行了详细分析,同时还分析了气门落座速度和气门间隙。 通过配气机构多刚体动力学模型的计算研究,得出:多刚体动力学建模方法,能够更加准确细致地分析配气机构动力学特性,使预测零部件工作性能的过程更为流畅。配气机构的动力学分析是进行配气机构现代精细设计的重要手段。