● 摘要
配气机构是内燃机中的一个重要部件，其性能的好坏，直接影响到整机的工作性能，因此配气机构动力学模型的研究是当前内燃机研究的主要方向之一。进气系统是发动机的重要组成部分，系统内气流的品质和气道设计是否合理，对发动机性能及工作可靠性等都有很大的影响，发动机进气道的结构直接影响缸内新鲜空气充量的大小和吸入空气涡流的强度和程度，从而直接关系到发动机的燃烧完善度、排气的成分以及废气可用能量等。提高进气道的流动性能，可以提高发动机的动力性和经济性，这是降低经济成本的有效方法之一。本文在国内外研究现状的基础上，以GKD490柴油机的顶置式配气机构和进气道为研究对象，建立了气道的计算模型和配气机构的计算模型。使用ANSYS CFX和ANSYS 软件对上述计算模型进行了分析计算，对气道的三维数值模拟结果和气道稳流实验的结果进行了对比分析，并对配气机构分别进行了静力学分析、动力学分析。具体研究内容如下：（l）首先简要介绍配气机构的设计原则和常用的类型，以及运用弹性力学的方法介绍结构有限元分析的基本理论，以及介绍有限元分析工具ANSYS软件和ANSYS/LS-DYNA软件，为后期工作做准备。（2）接着进行了气道的稳流实验。首先介绍了几种常用的气道评价方法，然后介绍了气道稳流实验的过程，并根据实验结果对气道结构进行了改进。然后运用ANSYS CFX进行了气道的三维数值模拟，并与实验结果进行了对比分析。（3）运用动力学分析的方法建立配气机构的动力学模型，基于GKD490柴油机的运动规律进行了求解之后，分别对气门进行静力学分析、动力学分析，得到各个部件的应力、应变等结果及气门的运动规律。并与前述求解结果进行了对比。最后给出了本文得出了一些结论，指出了分析过程的一些不足，并对后期工作提出了一些建议。