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题目:可变压缩比发动机曲轴连杆组柔体动力学分析

关键词:曲轴;连杆;柔体动力学;有限元;压缩比

  摘要

曲轴和连杆是内燃机十分关键、受力情况十分严重的部件,工作环境的恶劣程度仅次于活塞。压缩比是发动机的重要指标,压缩比的大小直接影响发动机的动力性、经济性以及排放等指标。曲轴和连杆的变性会引起压缩比的改变,造成实际压缩比与理论压缩比的“失真”。对于可变压缩比发动机而言,这个问题更加突出。本文采用“柔性体”设计的方法考虑曲轴和连杆的变形,通过对曲轴和连杆进行柔体动力学仿真和有限元数值模拟的紧密结合,研究在考虑机构弹性的情况下压缩比“失真”的变化范围,评价压缩比“失真”对发动机性能,尤其是排放的影响。从而检验发动机的设计效果,为解决可变压缩比发动机的排放问题(微粒和氮氧化合物)提供参考。同时,本文的研究方法也是一种有益的探索。文章将ADAMS虚拟样机技术和ANSYS有限元分析技术这两种当今工程领域内普遍应用的设计和研究工具紧密结合起来,通过它们之间的数据交换,对曲轴连杆机械系统进行了动力学和有限元的“联合仿真”,证明了此种方法的可行性和先进性。本文在采用“联合仿真”的过程中,发现并解决了ADAMS-ANSYS数据交换过程中的诸多问题和难点,对今后此种方法的应用具有借鉴意义。这种研究方法也可以推广到其他类型发动机曲轴和连杆系统,以及发动机其他机械系统的设计中。