基于柔性假设的发动机装配精度预测与应用研究

发布时间：2020-08-02 12:06

【摘要】：发动机作为汽车的“心脏”,其质量的好坏直接决定了汽车的各项性能;同时发动机也是一种精密的热力机械,由上百个精密零件构成,零件的制造精度和各零部件的热力变形直接影响发动机的装配精度,进而影响发动机的整机性能。目前发动机装配精度分析和计算大多数以刚性假设为主,难以直接考虑零部件的柔性变形,而采用传统蒙特卡罗法进行装配合格率计算时又存在计算效率低下等不足。针对以上不足,本文对能考虑柔性变形的基于低偏差序列的发动机装配精度分析技术展开研究,其主要研究内容如下:(1)介绍国内外在基于刚性假设的产品的装配精度分析、基于柔性假设的产品的装配精度分析上的相关研究、计算机辅助公差设计(CAT)的国内外发展与研究现状并指出现有装配精度分析方法的不足,提出本论文的研究意义。(2)研究尺寸链计算及基于尺寸链计算的公差优化技术。介绍尺寸链计算的基本类型及基本计算方法,研究了对公差优化有着重要作用的传递系数及贡献率,最后分析了几何公差、装配误差对装配精度的影响。(3)研究基于柔性假设的尺寸链计算方法。基于柔性假设的尺寸链计算模型可以直接考虑产品的柔性变形,克服了传统尺寸链计算的不足,最后以活塞连杆曲轴装配体在工作状况下的装配精度计算为实例进行验证。(4)研究基于低偏差序列(LDS)样本的蒙特卡罗的产品装配精度分析方法。基于低偏差序列样本的蒙特卡罗公差分析方法可以有效减少抽样和提高计算效率的基于低偏差序列蒙特卡洛方法,介绍了非正态分布处理的方法,装配精度分析模型和装配合格率的计算方法,最后以发动机装配要求的实际案例对这一方法进行验证。(5)根据上述研究成果,设计开发一个能考虑柔性变形的基于低偏差序列的产品装配精度分析和预测的软件系统,对该系统的开发背景、总体设计以及系统的各个功能模块进行了详细阐述。最后,对本论文全文进行总结,表明本论文的创新点并对下一步工作进行了展望。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464
【图文】：

汽车产量,绪论,中国汽车工业,研究背景

第一章绪论第一章绪论1.1 研究背景与意义步入 21 世纪后，我国在汽车行业的发展非常快，得到了长足进步。据中国汽车工业协会（CAMM）发布的相关数据表明，2016 年我国的汽车产量达到了 2811.8万辆、汽车销量达到 2802.82 万辆，同比增长 14.46%和 13.65%，实现了我国在汽车产量和销量上再创历史新高度[1]。

零件精度,发动机性能,压缩比

图 1-2 零件精度与发动机性能的关系有资料显示[3]，产品零件制造的误差可以直接使发动机产生 15~20%的功率损失（内部机械摩擦损耗），高达 10%的燃油消耗与排放的波动。因此有必要研究零件部制造误差是如何影响发动机性能的，此外，对发动机装配精度的进行预测也至关重要。以压缩比为例，发动机压缩比是指发动机内燃油与空气混合物被压缩的程度[5]即通过压缩前气缸的总容积与压缩后气缸的容积（即燃烧室容积）相比得到的。压缩比是一个对精度要求很高的重要参数，它影响着发动机的性能、工作平顺性与稳定性，稳定的压缩比还能防止自燃的发生。压缩比过高，会使得发动机工作时发生爆震，工作不稳定，排放物 NOx 会上升[4]；相反的，如果压缩比过低，发动机燃油利用率不好，动力性能也得不到保证。压缩比可由下式求出：Vh Vbε = 1 + = 1 +Vc V1 + V2 + V3 - V4 + VΔ（1.1）式中：ε—压缩比

二维尺寸,尺寸链

重庆交通大学硕士学位论文[6]。于尺寸链的模型是由一组相互联系并且按照一定的顺序排列起来的封闭的 CAD 系统研究了二维尺寸链模型建立的方法。尺寸链模种比较成熟的向量模型（如图 1-3），它比较简单，对产品会很方便。因此得到了比较广泛的应用。对于尺寸链模型是极值法、概率法（Root Sum Squares，RSS）和蒙特卡罗

【参考文献】