配氣機(jī)構(gòu)作為往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分,其性能的好壞對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能、振動(dòng)噪聲、可靠性、燃油經(jīng)濟(jì)性以及排放等將產(chǎn)生直接影響。同時(shí),配氣機(jī)構(gòu)也是發(fā)動(dòng)機(jī)中重要的振動(dòng)噪聲源,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)朝著高轉(zhuǎn)速、低排放和輕型化的方向發(fā)展,配氣機(jī)構(gòu)的振動(dòng)和噪聲問題日趨嚴(yán)重,由此對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析提出了更高的要求。本文以國內(nèi)某款汽油機(jī)為研究對(duì)象,對(duì)其配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究。主要研究工作包括:采用集中質(zhì)量動(dòng)力學(xué)的分析方法,建立了配氣機(jī)構(gòu)的集中質(zhì)量動(dòng)力學(xué)模型。針對(duì)雙頂置凸輪軸式（DOHC）配氣機(jī)構(gòu),建立了凸輪軸的彎曲振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)以及閥系組單元的3+N自由度的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)集總參數(shù)這一建模思想,借助經(jīng)驗(yàn)公式、有限元軟件以及實(shí)驗(yàn)測(cè)定等手段,確定了模型的系統(tǒng)參數(shù),并對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了求解計(jì)算。在發(fā)動(dòng)機(jī)有限元模型基礎(chǔ)上,利用AVL軟件中的Power Unit模塊和Timing Drive模塊建立了考慮發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)耦合影響的配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真模型,計(jì)算得到發(fā)動(dòng)機(jī)在6000rpm下配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性。通過與不考慮發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)耦合振動(dòng)影響的配氣機(jī)構(gòu)單體動(dòng)力學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,明確了系統(tǒng)耦合對(duì)凸輪-... 

【文章來源】：重慶理工大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1雙頂置凸輪軸式（DOHC）配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

燉砉ご笱?妒墾?宦畚?（a）中置式 （b）下置式圖 2.2 凸輪軸中置式和下置式配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖2.2 配氣機(jī)構(gòu)集中質(zhì)量動(dòng)力學(xué)模型的建立配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型是配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性分析的首要條件，配氣機(jī)構(gòu)是由多個(gè)部件組成的機(jī)械系統(tǒng)，每個(gè)部件都具有一定的質(zhì)量和彈性，集中質(zhì)量法是應(yīng)用最為廣泛的一種方法，它將配氣機(jī)構(gòu)的部件簡(jiǎn)化為若干個(gè)集中質(zhì)量，通過彈簧-阻尼單元將各集中質(zhì)量連接。集中質(zhì)量法所建立的質(zhì)量矩陣通常都是對(duì)角矩陣，因此其主要優(yōu)點(diǎn)是便于實(shí)現(xiàn)動(dòng)力學(xué)數(shù)值求解。2.2.1 凸輪軸動(dòng)力學(xué)模型的建立凸輪軸是配氣機(jī)構(gòu)中唯一作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件，工作中受到正時(shí)鏈輪的驅(qū)動(dòng)力、氣門彈簧通過挺柱傳遞過來的反作用力、挺柱對(duì)其的摩擦力以及凸輪軸承座的支撐力。在這些載荷的作用下，凸輪軸很可能發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，從而引起閥系的異常振動(dòng)，并造成各缸配氣的相位誤差。2.2.1.1 凸輪軸彎曲動(dòng)力學(xué)模型的建立圖 2.3 所示為凸輪軸的彎曲振動(dòng)模型示意圖，凸輪軸與 X 軸同向，假設(shè)凸輪軸在O YZ平面內(nèi)發(fā)生彎曲變形。將凸輪軸分成截面相同若干軸段，每一軸段幾何中心點(diǎn)為一個(gè)節(jié)點(diǎn)i。定義im 為節(jié)點(diǎn) i 處的集中質(zhì)量；iv 為為節(jié)點(diǎn) i 處的撓度；zik 和zic 分別為節(jié)點(diǎn)i處軸承對(duì)軸段的拉壓剛度和阻尼；CT ,iN 為節(jié)點(diǎn) i 處所受徑向力；yiI 為節(jié)點(diǎn) i 處繞Y 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，i 為對(duì)應(yīng)的彎角；yik 和yic 分別為繞Y 軸的拉壓剛度和阻尼。

圖 2.6 軸段等效示意圖-挺柱動(dòng)力學(xué)模型的建立-挺柱的運(yùn)動(dòng)學(xué) 為凸輪-平面挺柱的接觸示意圖，坐標(biāo)系O YZ的原點(diǎn)定義C 為凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，所對(duì)應(yīng)的角位移C 等于OP 與OY 的夾徑，Ch 為凸輪升程， e 為偏心距，CR 為凸輪軸相對(duì)于速度瞬為挺柱對(duì)凸輪的切線力，CTN 為法向力。ZYOωCR0RCθCθRPC

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]發(fā)動(dòng)機(jī)連桿動(dòng)力學(xué)特性對(duì)活塞拍擊的影響分析[J]. 鄭光澤,袁林.  汽車工程. 2012(12)
[2]柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真研究[J]. 李鵬飛,黃映云,高浩鵬,康桂東.  船海工程. 2011(03)
[3]內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)虛擬仿真研究[J]. 曹曉輝,姜樹李,郭晨海,呂杏梅.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2009(02)
[4]柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)多體動(dòng)力學(xué)的仿真研究[J]. 舒歌群,馬維忍,梁興雨,許世杰.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2009(03)
[5]發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)特性研究[J]. 張曉蓉,宋朝省,吳佳蕓,朱才朝.  汽車工程. 2009(02)
[6]125型發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的噪聲分析[J]. 羅虹,夏鐵權(quán),胡加強(qiáng),王攀.  重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(09)
[7]配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型的比較研究[J]. 劉忠民,俞小莉,沈瑜銘.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2005(12)
[8]氣門動(dòng)態(tài)信號(hào)處理方法研究[J]. 李建鋒,俞小莉,沈瑜銘,劉忠民.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2004(01)
[9]關(guān)于結(jié)構(gòu)高頻響應(yīng)分析中有限元網(wǎng)格劃分的細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)[J]. 徐孝誠,尹立中.  振動(dòng)與沖擊. 2002(01)
[10]一種新型配氣機(jī)構(gòu)的數(shù)值模擬[J]. 劉靖,鄭德林,肖敏,曾朝陽,于宏文.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 1998(01)

博士論文
[1]配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)方法與模型規(guī)劃研究[D]. 劉忠民.浙江大學(xué) 2005
[2]內(nèi)燃機(jī)配氣系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)研究[D]. 王韜.天津大學(xué) 2004

碩士論文
[1]高速汽油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)分析及優(yōu)化[D]. 靳玉剛.湖南大學(xué) 2014
[2]柴油機(jī)氣門組動(dòng)態(tài)特性分析研究[D]. 陳仲海.中北大學(xué) 2013
[3]發(fā)動(dòng)機(jī)配氣凸輪軸負(fù)載扭矩計(jì)算及振動(dòng)研究[D]. 范芳.重慶大學(xué) 2012
[4]發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)振動(dòng)噪聲研究[D]. 李帥.湖南大學(xué) 2012
[5]配氣機(jī)構(gòu)優(yōu)化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的研究[D]. 魏國東.天津大學(xué) 2010
[6]配氣機(jī)構(gòu)多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模及仿真[D]. 李興然.中北大學(xué) 2010
[7]柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)及正時(shí)驅(qū)動(dòng)系動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 秦鳳蓮.昆明理工大學(xué) 2010
[8]發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)[D]. 馮仁華.湖南大學(xué) 2009
[9]發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)及鏈傳動(dòng)系動(dòng)力學(xué)分析及性能優(yōu)化[D]. 劉剛.上海交通大學(xué) 2009
[10]發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)多體動(dòng)力學(xué)建模與分析[D]. 牛文博.天津大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3575017