基于数字技术的某型发动机三维动态仿真开发
发布时间：2021-08-27 14:48
发动机作为农用车辆的动力源,机械构造复杂抽象。基于工程设计和行业经验求解发动机活塞组、连杆组的关键建模数据,运用数字化仿真技术,实现发动机装配过程和运行状态的动态仿真,可变气门正时装置工作原理仿真。建立曲轴活塞连杆运动学模型,在SolidWorks的Motion模块中分析活塞中心运动规律。结果表明:活塞的行程范围为0～80mm,与理论计算结果一致;活塞位于上止点和下止点附近时速度数值最小;最大加速度为1701.59m/s2,最小加速度为-985.22m/s2。仿真结果验证了发动机建模参数的正确性,数字仿真技术应用到发动机的开发上,提高了模型开发效率和质量。
【文章来源】：农业装备与车辆工程. 2020,58(09)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
活塞结构图
1=0.04D、c2=1.6b1。因此，环带高度h2=b1+c1+b2+c2+b3=11.46mm。做功冲程开始时，在气体爆发压力作用下，第1气环紧压在第1环岸上，因节流作用，第1环岸上的压力P1比第2环岸压力P2大很多，不平衡力会在岸根处产生较大弯曲应力和剪切应力，当应力值超过铝合金在该工作温度下的强度极限或者疲劳极限时，岸根可能会发生断裂[3]。发动机特定试验表明，活塞顶上作用着最高爆发压力Pmax时，P1≈0.9Pmax，P2≈0.2Pmax，如图2所示。岸根危险截面处的弯矩为ppDD.tPD420002612max223r--l=l^h]g(1)环岸根部危险断面上弯曲应力为..cDPD04700026max123v=(2)剪切应力为.PcD0037max1x=(3)气环材料是塑性的，按照第四强度理论求出合成应力322v=v+x/(4)经计算，σ∑=18.872MPa。由[σ]=30~40MPa可知，σ∑﹤[σ]，满足设计要求。1.2连杆组设计把连杆小头以及衬套简化为两个过盈配合的圆筒，在两零件的配合表面处，连杆小头受到的径向压力为pEDdDdEDdDddd11t12212212121212nnDDaa=-+++-+-+-ll]lg;;EE(5)式中：Δ——衬套压入时的过盈量；Δt——工作后小头温升；α——连杆材料的线膨胀系数；α"——衬套材料的线膨胀系数，青铜α"=1.5×10-5(1/℃）；μ——连杆材料的伯桑系数，取0.3；μ"——衬套材料的伯桑系数，取0.3；E
第58卷第9期王小龙等：基于数字技术的某型发动机三维动态仿真开发35零件模型，并添加“水平”、“共线”等约束[4]。发动机三维数字装配模型如图3所示。3发动机三维动态仿真开发3.1添加齿轮配合及动力源添加进气凸轮和排气凸轮间的齿轮配合，点击“配合”，分别选取进排气正时带轮，选择“高级配合”中的“齿轮配合”，输入比率1∶1，点击“反转”，使进排气凸轮同向转动。添加曲轴正时齿轮和进气正时带轮的齿轮配合，点击“配合”，选择进气正时带轮和曲轴正时带轮，选择“高级配合”中的“齿轮配合”，输入比率2∶1，点击反转按钮，使进气凸轮与曲轴同向转动，并保证转速为2∶1。点击“马达”，选择曲轴正时齿轮作为主动件，并输入转速24r/min，点击确定，完成伺服电机添加。点击“运行”、“保存动画”，选择比例16∶9，每秒画面输入16，点击“保存”，输出最终仿真动画，如图4所示。3.2可变气门升程三维动态仿真导入零件模型完成整体装配。点击“新建”，选择“装配体”选项，在装配体中选择“插入零部件”，将凸轮轴、摇臂、气门等零件模型导入装配体中，并添加相关约束[5]，如图5所示。添加伺服电机，点击“马达”，选择凸轮轴作为主动件，并输入转速20r/min。选择“移动”，将同步活塞移入摇臂中，使三根摇臂结合成为一个整体。点击“运行”、“保存动画”，选择比例16∶9，每秒画面输入16，点击“保存”，输出最终仿真动画。当发动机低速运转时，电磁阀控制小活塞分开，此时三个摇臂之间不受影响，气门受两边摇臂和两个小凸轮控制，此时气门升程较校当发动机处于高转速时，电磁阀控制小活塞结合，此时三个摇臂成为一个整体，气门受中间摇臂和大凸轮控制，气门升程增
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于农业机械化助力乡村振兴战略实施的思考[J]. 林立,仵建涛,陶琎. 中国农机化学报. 2019(02)
[2]水平对置式汽车发动机的虚拟装配与动态仿真[J]. 范红征. 汽车实用技术. 2014(12)
[3]柴油机曲柄连杆机构运动学与动力学仿真[J]. 乔英志,黄加亮. 集美大学学报(自然科学版). 2012(01)
[4]基于ADAMS的曲轴连杆活塞建模与仿真[J]. 陈立辉,杜彦蕊,张艳华,滕飞. 机械传动. 2010(07)
[5]柴油机曲柄连杆机构多体动力学仿真分析[J]. 吴楠,廖日东,张保成,左正兴. 内燃机工程. 2005(05)
[6]先进制造技术与数字化制造[J]. 刘大成,郑力,李志忠,张伯鹏,赵大泉,张年松. 机械制造. 2001(07)
博士论文
[1]基于数字化工厂的汽车制造工艺规划流程与仿真技术研究[D]. 金鑫.吉林大学 2013
本文编号：3366553
【文章来源】：农业装备与车辆工程. 2020,58(09)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
活塞结构图
1=0.04D、c2=1.6b1。因此，环带高度h2=b1+c1+b2+c2+b3=11.46mm。做功冲程开始时，在气体爆发压力作用下，第1气环紧压在第1环岸上，因节流作用，第1环岸上的压力P1比第2环岸压力P2大很多，不平衡力会在岸根处产生较大弯曲应力和剪切应力，当应力值超过铝合金在该工作温度下的强度极限或者疲劳极限时，岸根可能会发生断裂[3]。发动机特定试验表明，活塞顶上作用着最高爆发压力Pmax时，P1≈0.9Pmax，P2≈0.2Pmax，如图2所示。岸根危险截面处的弯矩为ppDD.tPD420002612max223r--l=l^h]g(1)环岸根部危险断面上弯曲应力为..cDPD04700026max123v=(2)剪切应力为.PcD0037max1x=(3)气环材料是塑性的，按照第四强度理论求出合成应力322v=v+x/(4)经计算，σ∑=18.872MPa。由[σ]=30~40MPa可知，σ∑﹤[σ]，满足设计要求。1.2连杆组设计把连杆小头以及衬套简化为两个过盈配合的圆筒，在两零件的配合表面处，连杆小头受到的径向压力为pEDdDdEDdDddd11t12212212121212nnDDaa=-+++-+-+-ll]lg;;EE(5)式中：Δ——衬套压入时的过盈量；Δt——工作后小头温升；α——连杆材料的线膨胀系数；α"——衬套材料的线膨胀系数，青铜α"=1.5×10-5(1/℃）；μ——连杆材料的伯桑系数，取0.3；μ"——衬套材料的伯桑系数，取0.3；E
第58卷第9期王小龙等：基于数字技术的某型发动机三维动态仿真开发35零件模型，并添加“水平”、“共线”等约束[4]。发动机三维数字装配模型如图3所示。3发动机三维动态仿真开发3.1添加齿轮配合及动力源添加进气凸轮和排气凸轮间的齿轮配合，点击“配合”，分别选取进排气正时带轮，选择“高级配合”中的“齿轮配合”，输入比率1∶1，点击“反转”，使进排气凸轮同向转动。添加曲轴正时齿轮和进气正时带轮的齿轮配合，点击“配合”，选择进气正时带轮和曲轴正时带轮，选择“高级配合”中的“齿轮配合”，输入比率2∶1，点击反转按钮，使进气凸轮与曲轴同向转动，并保证转速为2∶1。点击“马达”，选择曲轴正时齿轮作为主动件，并输入转速24r/min，点击确定，完成伺服电机添加。点击“运行”、“保存动画”，选择比例16∶9，每秒画面输入16，点击“保存”，输出最终仿真动画，如图4所示。3.2可变气门升程三维动态仿真导入零件模型完成整体装配。点击“新建”，选择“装配体”选项，在装配体中选择“插入零部件”，将凸轮轴、摇臂、气门等零件模型导入装配体中，并添加相关约束[5]，如图5所示。添加伺服电机，点击“马达”，选择凸轮轴作为主动件，并输入转速20r/min。选择“移动”，将同步活塞移入摇臂中，使三根摇臂结合成为一个整体。点击“运行”、“保存动画”，选择比例16∶9，每秒画面输入16，点击“保存”，输出最终仿真动画。当发动机低速运转时，电磁阀控制小活塞分开，此时三个摇臂之间不受影响，气门受两边摇臂和两个小凸轮控制，此时气门升程较校当发动机处于高转速时，电磁阀控制小活塞结合，此时三个摇臂成为一个整体，气门受中间摇臂和大凸轮控制，气门升程增
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于农业机械化助力乡村振兴战略实施的思考[J]. 林立,仵建涛,陶琎. 中国农机化学报. 2019(02)
[2]水平对置式汽车发动机的虚拟装配与动态仿真[J]. 范红征. 汽车实用技术. 2014(12)
[3]柴油机曲柄连杆机构运动学与动力学仿真[J]. 乔英志,黄加亮. 集美大学学报(自然科学版). 2012(01)
[4]基于ADAMS的曲轴连杆活塞建模与仿真[J]. 陈立辉,杜彦蕊,张艳华,滕飞. 机械传动. 2010(07)
[5]柴油机曲柄连杆机构多体动力学仿真分析[J]. 吴楠,廖日东,张保成,左正兴. 内燃机工程. 2005(05)
[6]先进制造技术与数字化制造[J]. 刘大成,郑力,李志忠,张伯鹏,赵大泉,张年松. 机械制造. 2001(07)
博士论文
[1]基于数字化工厂的汽车制造工艺规划流程与仿真技术研究[D]. 金鑫.吉林大学 2013
本文编号：3366553
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3366553.html
