某V12汽油发动机正时齿形链传动系统的设计及动力学分析

发布时间：2017-10-12 02:29

  本文关键词：某V12汽油发动机正时齿形链传动系统的设计及动力学分析

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【摘要】：近几十年来,基于提高汽车发动机经济性、动力性的要求,许多国家的发动机厂商以及科研机构都致力于发动机正时系统的新技术开发。但由于我国汽车行业发展较晚,自主研发能力较弱,许多关键零部件都从国外引进,核心技术也都被国外垄断,这严重阻碍了我国汽车行业的发展。本论文针对某款V12汽油发动机,为该款汽油发动机设计与其相匹配的正时齿形链传动系统,并且对设计的该正时齿形链传动系统进行多体动力学分析。本论文的研究成果对打破国外正时齿形链传动系统开发关键技术的垄断,提高我国的自主研发能力具有重要意义。本论文首先介绍了汽车发动机的工作原理,分析了汽油发动机完成一个能量循环所经历的四个行程中的能量转化过程和各个零件的工作过程,对汽车发动机配气机构的组成和换气过程进行了介绍,详细阐述了正时链传动系统的构成和工作原理以及在正时链传动系统工作过程中各个零件的作用,为正时链传动系统的设计提供理论依据。然后,结合发动机主机厂家某V12汽油发动机正时齿形链传动系统国产化自主开发的技术需求,在查阅国内外正时齿形链系统的设计开发、多体动力学分析及试验研究等相关文献的基础上,通过详细分析该发动机性能参数、正时系统布局形式以及多轴式多层式传动结构的工作原理,完成了满足该汽油发动机正时齿形链传动系统磨损与疲劳寿命技术要求的正时齿形链系统的整体布局、链板、链轮、导轨以及液压张紧器的设计开发,确定了该款正时齿形链传动系统各个零件的详细参数。根据该系统的多轴式、多层式的复杂布局特点,分层建立正时齿形链系统的多体动力学仿真模型,分别从链板张力、链条运行轨迹、进排气凸轮轴链轮和中间轴链轮的转速波动、液压张紧器柱塞作用反力和行程等几个方面研究各层链传动系统的运动学和动力学特性,验证设计的该正时齿形链系统是否满足设计要求。最后,在考虑各层链传动系统耦合关系的基础上,建立了该发动机正时齿形链系统完整的动力学仿真分析模型,综合分析了该系统的运动学与动力学特性,并且将得到的分析结果与分层式计算该正时齿形链系统进行比较,验证结果表明,该正时齿形链系统的各项运动学和动力学指标符合设计要求。论文的研究成果为建立并提出具有我国完全自主知识产权的多轴式、多层式正时齿形链传动系统的设计方法,提高我国汽油发动机正时系统的自主研发能力,完善我国汽油发动机正时系统的设计流程具有重要的理论指导意义和工程实用价值。
【关键词】：V12汽油发动机 正时齿形链传动系统 设计 动力学分析
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.171
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题的研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 国内研究现状12-15
• 1.2.2 国外研究现状15-17
• 1.3 论文主要研究内容17-19
• 第2章 正时齿形系统的理论基础19-27
• 2.1 汽车发动机的工作原理19-21
• 2.2 发动机正时系统的工作原理21-25
• 2.2.1 汽油发动机的换气过程21-24
• 2.2.2 发动机正时系统的构成和工作原理24-25
• 2.3 本章小结25-27
• 第3章 正时齿形链传动系统设计27-41
• 3.1 正时系统的整体布局设计27-28
• 3.2 链板的选择以及链轮的形线设计28-32
• 3.2.1 基本参数的确定28-29
• 3.2.2 齿形链链板选择29-31
• 3.2.3 齿形链链轮的设计31-32
• 3.3 导轨的设计32-36
• 3.4 液压张紧器的选择36-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第4章 正时链传动系统的动力学分层式计算41-61
• 4.1 正时齿形链传动系统仿真模型的建立41-51
• 4.1.1 基于CATIA建立各层子系统三维模型41-46
• 4.1.2 基于Recurdyn建立各层子系统仿真分析模型46-51
• 4.2 正时齿形链传动系统各层动态特性结果分析51-58
• 4.2.1 链板张力51-52
• 4.2.2 链条运行轨迹52-54
• 4.2.3 从动链轮的转速54-55
• 4.2.4 液压张紧器柱塞作用反力55-57
• 4.2.5 液压张紧器柱塞行程57-58
• 4.3 本章小结58-61
• 第5章 正时齿形链传动系统整体动力学分析61-75
• 5.1 正时齿形链传动系统整体仿真模型的建立61-65
• 5.1.1 正时齿形链系统整体三维模型的建立62-63
• 5.1.2 正时齿形链系统整体仿真计算63-65
• 5.2 正时链传动系统整体动态特性分析结果65-73
• 5.2.1 链板张力65-67
• 5.2.2 链条运行轨迹67-68
• 5.2.3 进、排气凸轮轴链轮转速68-71
• 5.2.4 液压张紧器柱塞作用反力71-72
• 5.2.5 液压张紧器柱塞行程72-73
• 5.3 本章小结73-75
• 第6章 总结及展望75-77
• 6.1 总结75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-81
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果81-83
• 致谢83

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本文编号：1016143