隨著發(fa)(fa)動機向高速化發(fa)(fa)展,須(xu)對設(she)計(ji)出(chu)的配氣機構(gou)建立運(yun)動學和動力(li)學計(ji)算模型,驗算其在不同轉速下的運(yun)動狀態及受力(li)情況,為改進設(she)計(ji)提供指導。
計算模(mo)型的建立
模型建(jian)立的依(yi)據
模型的(de)建立一般是(shi)根據配氣機構(gou)(gou)的(de)結構(gou)(gou)特(te)點、分(fen)析(xi)(xi)研究的(de)目的(de)和計算精度(du)等要(yao)求而定。為了分(fen)析(xi)(xi)影響氣門動態(tai)響應(ying)的(de)主(zhu)要(yao)因素(su),采用單(dan)質(zhi)量(liang)模型已經足夠了。主(zhu)要(yao)是(shi)分(fen)析(xi)(xi)配氣機構(gou)(gou)剛度(du)、阻尼及凸(tu)輪輪廓線(xian)對(dui)頂(ding)置凸(tu)輪軸(zhou)式配氣機構(gou)(gou)運動學和動力學特(te)性的(de)影響。為分(fen)析(xi)(xi)問題(ti)方便(bian)和簡化模型注解方程,采用單(dan)質(zhi)量(liang)動力學計算模型。
換(huan)算原則是換(huan)算前后動能不變。針對具體的(de)(de)配氣機構(gou)(gou)結構(gou)(gou)形式(shi),計算公(gong)(gong)式(shi)有(you)(you)所差別,如有(you)(you)lV可(ke)能取0,即沒(mei)有(you)(you)搖(yao)臂,那么上述公(gong)(gong)式(shi)的(de)(de)相應項就應舍去(qu)。按(an)照換(huan)算原則,結合實際的(de)(de)結構(gou)(gou)形式(shi)計算實際的(de)(de)當量(liang)質量(liang)。
軟(ruan)件(jian)設計(ji)
軟件的(de)程(cheng)序及界面(mian)均以(yi)Matlab為平臺(tai)開發。利用Matlab數(shu)值(zhi)(zhi)計算功能(neng)強大,圖形處(chu)理方便快捷的(de)特點,開發了使(shi)用方便的(de)界面(mian)。在界面(mian)中(zhong),輸(shu)入必要的(de)計算參數(shu)后就可以(yi)得(de)(de)到(dao)計算結果(guo)。即(ji)(ji)在界面(mian)中(zhong)輸(shu)入某一(yi)具(ju)體的(de)凸輪轉(zhuan)角,即(ji)(ji)可得(de)(de)到(dao)結果(guo)輸(shu)出曲線中(zhong)對應處(chu)的(de)精確(que)值(zhi)(zhi)。
計算實例
對471Q發動(dong)機進氣(qi)門的運動(dong)學和動(dong)力學進行計(ji)算,輸入的參數(shu)如下:當(dang)量(liang)質量(liang)為(wei)(wei)(wei)0.1378kg,彈(dan)簧預緊力為(wei)(wei)(wei)180N,彈(dan)簧剛度(du)為(wei)(wei)(wei)25N/mm,當(dang)量(liang)剛度(du)為(wei)(wei)(wei)3N/mm,氣(qi)門間隙為(wei)(wei)(wei)0.2mm,搖臂(bei)比為(wei)(wei)(wei)1,內阻尼為(wei)(wei)(wei)0.025kg/s,外阻尼為(wei)(wei)(wei)0.0345kg/s,擬(ni)合階數(shu)為(wei)(wei)(wei)35,擬(ni)合方式為(wei)(wei)(wei)多項式。擬(ni)合步長(chang)(弧度(du)計(ji))為(wei)(wei)(wei)0.0015,基圓(yuan)半徑為(wei)(wei)(wei)31mm,凸輪(lun)軸轉速為(wei)(wei)(wei)2650r/min,凸輪(lun)輪(lun)廓(kuo)線數(shu)據文件為(wei)(wei)(wei)jqtlz.dat。
從軟件的運(yun)行結果可以看到,進氣門(men)開(kai)啟(qi)時(shi)(shi)刻(ke)(ke)的速(su)度僅(jin)為0.3669m/s,加速(su)度為98.6210m/s2,凸輪轉(zhuan)角為-65.9。氣門(men)的開(kai)啟(qi)速(su)度較(jiao)小(xiao),氣門(men)所(suo)受沖擊(ji)較(jiao)小(xiao)。此刻(ke)(ke)加速(su)度曲線(xian)低于(yu)(yu)0點,即處于(yu)(yu)負加速(su)段,氣門(men)速(su)度在(zai)減小(xiao),有利于(yu)(yu)氣門(men)平(ping)穩(wen)開(kai)啟(qi)。該凸輪輪廓線(xian)為對稱(cheng)式,氣門(men)落座時(shi)(shi)也(ye)比較(jiao)平(ping)穩(wen)。
計算(suan)程(cheng)(cheng)序完成了(le)對頂置凸輪軸配(pei)氣(qi)(qi)機(ji)構運(yun)動(dong)學(xue)和動(dong)力(li)(li)學(xue)的(de)計算(suan),其結果得到了(le)驗證。使用該程(cheng)(cheng)序可以計算(suan)發動(dong)機(ji)在不同(tong)轉速的(de)氣(qi)(qi)門運(yun)動(dong)情況,可作為配(pei)氣(qi)(qi)機(ji)構初步設計、詳(xiang)細設計及現(xian)有配(pei)氣(qi)(qi)機(ji)構驗算(suan)的(de)有力(li)(li)工具(ju)。
