發(fā)布時間：2021-08-27 14:48

　　發(fā)動機(jī)作為農(nóng)用車輛的動力源,機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜抽象。基于工程設(shè)計和行業(yè)經(jīng)驗求解發(fā)動機(jī)活塞組、連桿組的關(guān)鍵建模數(shù)據(jù),運(yùn)用數(shù)字化仿真技術(shù),實現(xiàn)發(fā)動機(jī)裝配過程和運(yùn)行狀態(tài)的動態(tài)仿真,可變氣門正時裝置工作原理仿真。建立曲軸活塞連桿運(yùn)動學(xué)模型,在SolidWorks的Motion模塊中分析活塞中心運(yùn)動規(guī)律。結(jié)果表明:活塞的行程范圍為0～80mm,與理論計算結(jié)果一致;活塞位于上止點(diǎn)和下止點(diǎn)附近時速度數(shù)值最小;最大加速度為1701.59m/s²,最小加速度為-985.22m/s²。仿真結(jié)果驗證了發(fā)動機(jī)建模參數(shù)的正確性,數(shù)字仿真技術(shù)應(yīng)用到發(fā)動機(jī)的開發(fā)上,提高了模型開發(fā)效率和質(zhì)量。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2020,58(09)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

活塞結(jié)構(gòu)圖

1=0.04D、c2=1.6b1。因此，環(huán)帶高度h2=b1+c1+b2+c2+b3=11.46mm。做功沖程開始時，在氣體爆發(fā)壓力作用下，第1氣環(huán)緊壓在第1環(huán)岸上，因節(jié)流作用，第1環(huán)岸上的壓力P1比第2環(huán)岸壓力P2大很多，不平衡力會在岸根處產(chǎn)生較大彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力值超過鋁合金在該工作溫度下的強(qiáng)度極限或者疲勞極限時，岸根可能會發(fā)生斷裂[3]。發(fā)動機(jī)特定試驗表明，活塞頂上作用著最高爆發(fā)壓力Pmax時，P1≈0.9Pmax，P2≈0.2Pmax，如圖2所示。岸根危險截面處的彎矩為ppDD.tPD420002612max223r--l=l^h]g(1)環(huán)岸根部危險斷面上彎曲應(yīng)力為..cDPD04700026max123v=(2)剪切應(yīng)力為.PcD0037max1x=(3)氣環(huán)材料是塑性的，按照第四強(qiáng)度理論求出合成應(yīng)力322v=v+x/(4)經(jīng)計算，σ∑=18.872MPa。由[σ]=30~40MPa可知，σ∑﹤[σ]，滿足設(shè)計要求。1.2連桿組設(shè)計把連桿小頭以及襯套簡化為兩個過盈配合的圓筒，在兩零件的配合表面處，連桿小頭受到的徑向壓力為pEDdDdEDdDddd11t12212212121212nnDDaa=-+++-+-+-ll]lg;;EE(5)式中：Δ——襯套壓入時的過盈量；Δt——工作后小頭溫升；α——連桿材料的線膨脹系數(shù)；α"——襯套材料的線膨脹系數(shù)，青銅α"=1.5×10-5(1/℃）；μ——連桿材料的伯桑系數(shù)，取0.3；μ"——襯套材料的伯桑系數(shù)，取0.3；E

第58卷第9期王小龍等：基于數(shù)字技術(shù)的某型發(fā)動機(jī)三維動態(tài)仿真開發(fā)35零件模型，并添加“水平”、“共線”等約束[4]。發(fā)動機(jī)三維數(shù)字裝配模型如圖3所示。3發(fā)動機(jī)三維動態(tài)仿真開發(fā)3.1添加齒輪配合及動力源添加進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪間的齒輪配合，點(diǎn)擊“配合”，分別選取進(jìn)排氣正時帶輪，選擇“高級配合”中的“齒輪配合”，輸入比率1∶1，點(diǎn)擊“反轉(zhuǎn)”，使進(jìn)排氣凸輪同向轉(zhuǎn)動。添加曲軸正時齒輪和進(jìn)氣正時帶輪的齒輪配合，點(diǎn)擊“配合”，選擇進(jìn)氣正時帶輪和曲軸正時帶輪，選擇“高級配合”中的“齒輪配合”，輸入比率2∶1，點(diǎn)擊反轉(zhuǎn)按鈕，使進(jìn)氣凸輪與曲軸同向轉(zhuǎn)動，并保證轉(zhuǎn)速為2∶1。點(diǎn)擊“馬達(dá)”，選擇曲軸正時齒輪作為主動件，并輸入轉(zhuǎn)速24r/min，點(diǎn)擊確定，完成伺服電機(jī)添加。點(diǎn)擊“運(yùn)行”、“保存動畫”，選擇比例16∶9，每秒畫面輸入16，點(diǎn)擊“保存”，輸出最終仿真動畫，如圖4所示。3.2可變氣門升程三維動態(tài)仿真導(dǎo)入零件模型完成整體裝配。點(diǎn)擊“新建”，選擇“裝配體”選項，在裝配體中選擇“插入零部件”，將凸輪軸、搖臂、氣門等零件模型導(dǎo)入裝配體中，并添加相關(guān)約束[5]，如圖5所示。添加伺服電機(jī)，點(diǎn)擊“馬達(dá)”，選擇凸輪軸作為主動件，并輸入轉(zhuǎn)速20r/min。選擇“移動”，將同步活塞移入搖臂中，使三根搖臂結(jié)合成為一個整體。點(diǎn)擊“運(yùn)行”、“保存動畫”，選擇比例16∶9，每秒畫面輸入16，點(diǎn)擊“保存”，輸出最終仿真動畫。當(dāng)發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，電磁閥控制小活塞分開，此時三個搖臂之間不受影響，氣門受兩邊搖臂和兩個小凸輪控制，此時氣門升程較校當(dāng)發(fā)動機(jī)處于高轉(zhuǎn)速時，電磁閥控制小活塞結(jié)合，此時三個搖臂成為一個整體，氣門受中間搖臂和大凸輪控制，氣門升程增

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3366553