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配气机构动力学仿真。

配气机构是柴油机的重要组成部分之一，它的功能是实现换气过程，即根据气缸的工作次序，定时地开启和关闭进、排气门，以保证气缸吸入新鲜空气和排除燃烧废气。一台柴油机的经济性能是台优越，工作是台可靠，噪声与振动能台控制在较低的限度，常常与其配气机构设计是台合理有密切关系。目前，对配气机构的研究已经涉及到配气机构性能的各个方面，包括凸轮型线、挺柱的运动规律、气门振动模型、挺柱与凸轮的接触应力、摩擦应力等。

1 软件介绍

配气机构的动排屑机力学仿真采用ADAMS(Automatic Dyna高度仪mic Analysis of MechanicalSystem)软件，ADAMS软件是由美国机械动力公司(Mechanical DynamicsInc)开发的最优秀的机械动态仿真软件，是目前世界上最具权威性的，使用范围最广的机械系统动力学分析软件，在全球占有率最高。ADAMS软传统的静态电液丈量控制方式没法满足现在液压系统在性能、操作、监测和故障诊3、设计公道断方面的有求件可以广泛应用于航天航空、汽车上程、铁路车辆及装备、工业机械、上程机械等领域。

2 配气机构动力学模型建立准备工作

顶置凸轮配气机构由凸轮、摇臂、气门、气门座等部件组成。其主要部件质量、转动惯量、质心化置等物理特性参数由三维CAD软件Pr0／Engineer计算得到.部件几何化置关系也由Pr0／Engineer计算得到。刚度、阻尼等由试验测得。在运动学建模中，定义凸轮与摇臂、摇臂与气门均为曲线一曲线约束，凸轮、摇臂等的支乐均为刚性的铰链约束。

在动力学建模中，不同于运动学建模，将摇臂与气门接触处的曲线一曲线约束解除，而代之以碰撞力；气门与气伊万·瓦拉斯欧克领导的研究团队已制备出2英寸见方的单原子厚度的碳复合材料门座之间，也定义一对碰撞力，模拟气门落座力；摇臂的支承铰链解除，代之以柔性衬套；此外还定义气门与机体间的弹簧力。为考查仿真过程中参数的变化，还要预先定义凸轮压力角、凸轮与摇臂间相对滑移、摇臂与气门间相对滑移等参数，以便以后处理时观察仿真结果。

3 配气机构动力学模型的建立

配气机构动力学模型如图1所示，创建过程如下：

(1)创建配气子系统，新建一个模型，在弹出的窗口输入模型的名称；

(2)替换气门弹簧，修改其自由长度、固定长度等，将原始的弹簧数据替换成本次研究的配气机构的弹簧数据；

(3)修改气门座圈的半径，选中气门座圈，修改气门座圈的质量、直径等数据；

(4)修改弹簧安装长度；

(5)创建气门系统。

4 配气机构动力学模型仿真

对配气机构进行动力学仿真，输入配气机构的转速、循环次数和输出文件的名称（如图2所示)，得出的动力学分析界而如图3所示。

通过ADAMS软件对发动机进行固定转速下的动力学仿真和动力学分析，得到各种转速下的凸轮压力角，气门升程、速度、加速度簧作线(如图4～图8所示)。

5 分析

配气系统上作过程中的最大的问题是高速或某一特定转速时出现气门的脱跳和反跳，引起配气系统的损坏和噪声。由于高速配气机构存在较大的弹性变形，气门的实际运动规律与气门的理论运动规律往往有很大的差别，速度、加速度曲线变化较大。而这些变化。可以通过配气机构的动力学仿真实验发现，进而为发电热管动机配气机构的设计与改进提供了一个良好的解决方法。

从气门升程曲线中可以得出气门的最大升程：从气门速度曲线中，可以得出气门开启速度，加速度等的数值分别为0．07 m／s和335 m／s²，可以看出气门开启速度较小，所以气门受到的冲击较小，在开启时传动没有出现脱离现象。在气门开启后到关闭前，气门升程、速度曲线变化连续，虽然加速度曲线在整个过程中变化幅度有点大，但系统没有出现传动脱离现象。

从进气门与凸轮接触力曲线中可以得出该机构的凸轮型线涉及良好，有良好的高速适应性。

气门按照当量凸轮的运动规律运动，当量凸轮所给出的运动是配气机构没有变形时在气门端所发生的运动，同时伴随着机构的振动。引起干扰力的正加速度包括加速度段的宽度和形状这两方面的因素。

在气门开启后到关闭前，气门升程、速度曲线变化连续，虽然加速度曲线在整个过程中变化幅度有点大，但系统没有出现传动脱离现象，该机构运行是可靠的。

6 结论

本文通过运用数字多体程序ADAMS软件，进行发动机配气机构的动力学仿真分析。仿真结果可得到凸轮压力角，气门升程、速度、加速度等，通过对比不同配气机构的仿真结果，可以发现，在保证气门加速度连续的基础上，减小凸轮压力角，增大气门升程，对改善发动机换气、改善配气机构的润滑条件等具有．显著的效果，使发动机配气机构性能明．显提高。

运用系统仿真的方法，可在设计初期进行设计参数变化对性能影响的仿真实验，而不必反复试制样机进行实物试验，并且可运用最优化设计方法寻求设计参数的最优解，这对提高设计质量、降低成本、缩短设计周期等都具有重要意义。通过本次研究可以基本的掌握动力学的仿真高韧性;PETG高度透明方法和技巧，为以后的绞线机上作试验打下了良好的基础。

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