学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

内燃机配气机构工作特性数值模拟与试验研究

作　者: 倪宏俊
导　师: 成晓北
学　校: 华中科技大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 配气机构动力学测试系统 ADAMS 仿真
分类号: TK403
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 36次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

配气机构作为内燃机的重要机构系统,其作用是控制气门按照一定的规律开启和关闭,保证发动机有良好的进气和换气效率,其工作特性影响着发动机的输出功率、排放特性和燃油消耗率,同时,气门运动的平稳与否与发动机的振动噪声直接相关。因此,进行配气机构动力学与运动学的研究,促进发动机的结构优化与性能改进有着十分重大而深远的意义。本文基于实际柴油机的模型,进行了配气机构动力学与运动学模拟计算分析和试验研究。理论计算主要基于多体系统动力学理论和多质量系统理论,对配气系统动态特性进行了仿真和评价,构建了配气机构动态测试系统,进行了气门升程、气门加速度、气门间隙,摇臂应力,推杆应力等多参数同步实时测量试验,该测量方法在国内同类试验中尚属首次。仿真模拟与试验测量结果表明,气门升程曲线连续光滑,最大气门落座速度小于许用落座速度,但落座瞬间气门加速度波动幅值较大,高速时气门落座冲击比较厉害,正常工作状态下气门间隙为动态间隙变化,计算和试验的气门运动曲线变化规律是基本吻合的。本文描述了基于ADAMS软件进行配气机构多体动力学研究的主要方法和步骤,探求了刚柔耦合模型的实现方法;采用配气机构工作过程的整体仿真软件,得到一些ADAMS中无法得到的信息,充分发挥两种计算的优点,同时构建试验台架进行动力学测试,比较全面的了解了机构的动力学特性,形成了一套比较完整的配气机构动力学研究方法体系,为配气机构的性能评价和优化设计提供有价值的参考依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-16
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
  1.2 配气机构研究现状以及发展趋势  11-14
    1.2.1 配气机构的研究要点  11-12
    1.2.2 配气机构动力学研究  12-13
    1.2.3 配气机构研究的新发展  13-14
  1.3 本文主要研究内容  14-16
2 配气机构动力学特性数值模拟理论与方法  16-32
  2.1 多体系统动力学原理简介  16-17
  2.2 多体系统动力学模型的应用  17-19
    2.2.1 多体系统动力学的的基本概念  17-18
    2.2.2 多体动力学模型的建立与求解  18-19
  2.3 机械系统分析软件ADAMS 计算原理  19-26
    2.3.1 ADAMS 软件简介  19-21
    2.3.2 ADAMS 的分析与计算方法  21-26
  2.4 多质量弹性动力学原理在配气机构中的应用  26-31
    2.4.1 微分控制方程的建立  27-30
    2.4.2 微分方程组的求解  30-31
  2.5 小结  31-32
3 基于ADAMS 的配气机构动力学仿真与结果分析  32-45
  3.1 配气机构多刚体动力学仿真模型  33-36
    3.1.1 仿真几何模型概述  33-34
    3.1.2 配气机构初步物理模型的建立  34-35
    3.1.3 PRO/E 与ADAMS 之间数据传导  35-36
  3.2 配气机构刚-柔耦合模型  36-38
    3.2.1 模态中性文件（.mnf）的生成  36-37
    3.2.2 刚-柔耦合模型的生成  37-38
  3.3 ADAMS 仿真结果分析  38-44
    3.3.1 气门升程特性  38-40
    3.3.2 气门速度特性  40-41
    3.3.3 气门加速度特性  41-42
    3.3.4 气门落座力特性  42-44
  3.4 小结  44-45
4 TYCON 软件用于配气机构的建模及结果分析  45-61
  4.1 配气机构动力学仿真模型的建立  45-47
  4.2 模型元件参数的确定  47-51
    4.2.1 刚度参数的获取  47-49
    4.2.2 集中质量的确定  49-50
    4.2.3 阻尼系数的获取  50
    4.2.4 元件参数的输入  50-51
  4.3 仿真结果分析  51-59
    4.3.1 进气阀结果分析  52-56
    4.3.2 排气阀结果分析  56-59
  4.4 小结  59-61
5 配气机构动力学测量方案及标定试验  61-74
  5.1 测试方案的设计  61-62
  5.2 试验器材及其原理简介  62-66
    5.2.1 动态测试仪  62-63
    5.2.2 激光位移传感器  63-64
    5.2.3 电涡流位移传感器  64-65
    5.2.4 压电式加速度传感器  65
    5.2.5 光电编码器  65-66
  5.3 静态标定试验  66-73
    5.3.1 系统刚度测量  67-70
    5.3.2 静态应力测量  70-72
    5.3.4 油膜厚度对激光位移传感器测量结果的影响  72-73
  5.4 小结  73-74
6 配气机构动力学多参数同步测量台架试验  74-103
  6.1 试验方案设计与台架的构建  74-75
  6.2 传感器的安装与调试  75-76
  6.3 试验数据与分析  76-102
    6.3.1 测试通道布置  76-78
    6.3.2 应变结果分析  78-91
    6.3.3 加速度信号分析  91-95
    6.3.4 气门间隙信号分析  95-97
    6.3.5 气门升程信号分析  97-100
    6.3.6 气门间隙与气门升程联合分析  100-102
    6.3.7 气门速度曲线  102
  6.4 小结  102-103
7 总结与展望  103-105
  7.1 全文结论  103-104
  7.2 展望  104-105
致谢  105-106
参考文献  106-110
附录攻读硕士学位期间发表的论文  110

内燃机配气机构工作特性数值模拟与试验研究

内容摘要

全文目录

相似论文