推挺摇配气机构动力学分析.pdf

维普资讯 第5期 (总第92期) 机 械 管 理 开 发 2006年 lO月 No．5s【UM No．92) MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Oct．20o6 推挺摇配气机构动力学分析 续彦芳 崔俊杰 f中北大学热能与动力工程系 山西 太原 030051) 【摘 要】采用Pro／E建立三维装配模型，在ADAMS中施加约束、力、运动激励之后完成推挺摇配气机构的系统模型 建立。运用多体动力学原理进行配气机构的动力学分析 ，避开 了传统分析方法繁杂的公式推导和计算 ，同时增强了 仿真分析的可示性。分析 的结果表 明该机构运行 良好 ，但气门通过能力有待进一步提高。 【关键词】 配气机构 动力学 仿真 【中图分类号】TK413．4 【文献标识码】 B 【文章编号】 1003—773X(2006)05—0054—02 1 概述 分析软件1的无缝接口 随着柴油机强化程度的不断提高 ，配气机构已成 模块将装配模型导入 为发展过程 中的一个重要而关键的环节 。推挺摇配气 ADAMS系统中．施加 机构以其凸轮轴与曲轴较近 ，动力传动机构简单的结 交接 副 、移动副 、固定 构特点在高强化柴油机上得到了广泛的应用。配气机 副 以及 曲线—— 曲线 构的功用是按气缸工作顺序 ．按时将进 、排气门打开， 接触副等约束副。配气 使新鲜空气进入气缸 ．并将废气排 出气缸 。因此 ，对配 机构主要承受气门弹 气机构进行运动学、动力学分析是配气机构设计的重 簧力和来 自气门头部 点之一 。 的气体压力，气体压力 一 配气机构的动力学分析 ．主要解决凸轮转动过程 在气 门运动过程 中相 图1 单气门多体动力学模 型图 中的角速度60与挺柱在直线运动过程 中的位移 、速度 对较小忽略不计。气门 和加速度 ．以及气 门的位移 、速度和加速度 ．从而对凸 弹簧定义为线性阻尼弹簧 ．驱动源来 自于凸轮轴的运 轮廓线、和其他部件进行反设计，最终得到最优的凸轮 动。建立的单气门多体动力学模型见图l。 轮廓线、气门升程、速度、加速度曲线 。 3 多体系统动力学基本方程 2 推挺摇配气机构多体模型的建立 运用拉格朗 日多体系统动力学方法 ，对刚体i．采 配气机构多体模型的建立可分为两部分 ．首先建 用质心在惯性参考系中的笛卡尔坐标和反映刚体方位 立单气门模型 ．进行配气机构运动学分析和凸轮型线 的欧拉角作为广义坐标 ：q={x,y，f，，0，}，q=[g．，g， 优化 ，然后建立整体模型以便计算凸轮轴的扭矩 。总 … … ，q]，即每个刚体用6个广义坐标描述 。应用拉格 之 ．单气门模型的建立是配气机构动力学分析的关键。 朗日乘子法，多刚体系统动力学微分方程为： 2．1