可變?nèi)紵一钊膭?dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、本文采用仿真技術(shù)和模擬試驗(yàn)的方法對(duì)可變?nèi)紵?VCC：VariableCombustion Chamber)活塞的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究。提出了新的VCC活塞的技術(shù)方案，優(yōu)化改進(jìn)了VCC活塞的結(jié)構(gòu)；通過(guò)擴(kuò)充模型庫(kù)進(jìn)一步完善了VCC活塞動(dòng)力學(xué)仿真分析平臺(tái)；分析了影響VCC活塞動(dòng)力學(xué)特性的關(guān)鍵控制參數(shù)及其它們之間的相互關(guān)系；采用VCC活塞的動(dòng)力學(xué)仿真和發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真的耦合迭代計(jì)算預(yù)測(cè)了VCC活塞的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性；分析了VCC活塞的溫度場(chǎng)和熱變形

2、對(duì)機(jī)構(gòu)預(yù)緊力的影響。
　　 新的VCC活塞的技術(shù)方案和優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括有：提出了連桿小端復(fù)位凸輪的設(shè)計(jì)，保證VCC機(jī)構(gòu)能在一個(gè)循環(huán)內(nèi)及時(shí)復(fù)位；完成了支撐盤和限位盤的型線優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高了VCC活塞的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；改進(jìn)了VCC機(jī)構(gòu)的預(yù)緊方式，能夠在不同預(yù)緊力的情況下保持預(yù)緊位置不變；此外，優(yōu)化后的VCC活塞的質(zhì)量減輕和結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。
　　 進(jìn)一步完善了VCC活塞的ADAMS動(dòng)力學(xué)仿真分析平臺(tái)，擴(kuò)充了動(dòng)力學(xué)仿真模型庫(kù)。主要包括

3、有：1)構(gòu)建了新技術(shù)方案的動(dòng)力學(xué)仿真模型；2)增加了連桿復(fù)位凸輪模塊；3)增加了活塞整體運(yùn)動(dòng)模塊；4)增加了連接螺栓結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)仿真；5)提出和應(yīng)用了VCC活塞動(dòng)力學(xué)和VCC發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程相互之間的耦合仿真迭代計(jì)算方法。
　　 采用耦合仿真分析了影響VCC活塞動(dòng)力學(xué)特性的控制參數(shù)及其它們之間的相互關(guān)系。主要的控制參數(shù)包括有：預(yù)緊力大小和預(yù)緊位置、材料參數(shù)、接觸參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)等，通過(guò)對(duì)這些參數(shù)的仿真分析，確定這些參數(shù)的取值范圍，有助于

4、識(shí)別影響VCC活塞動(dòng)力學(xué)特性的關(guān)鍵控制參數(shù)。同時(shí)還分析了活塞往復(fù)慣性力對(duì)VCC機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。另外還采用熱耦合有限元方法分析了VCC活塞溫度場(chǎng)和熱變形對(duì)VCC機(jī)構(gòu)預(yù)緊力的影響。
　　 研究表明：1)所提出的VCC活塞技術(shù)方案能夠基本滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的要求；2)所提出的VCC活塞動(dòng)力學(xué)和VCC發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程耦合仿真計(jì)算方法能夠描述缸內(nèi)壓力和VCC機(jī)構(gòu)位移的相互關(guān)系；3)動(dòng)力學(xué)仿真模型庫(kù)的擴(kuò)充使仿真模型更加合理和