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基于Adams/engine模块曲轴连杆机构多体动力学仿真
作者:朱坚 孙卫明 李丽婷    来源:MSC
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汽油发动机, 柴油机, 船用柴油机, 天然气发动机, 气缸及部件, ...
1 引言

ADAMS/Engine Basic 为发动机基础模块,主要包含最低逼真度水平的发动机建模单元,可以使用户快速地建立发动机模型并估计发动机悬置所受载荷。可用于建立概念级的子系统(例如曲轴连杆机构、配气机构),该子系统可以由其它的模块生成。该方法的优点在于可以考虑来自其它子系统的真实激励,从而使用户集中精力考虑感兴趣的子系统。与所有子系统都以高逼真度水平建立的模型相比,这种模型要小一些而运行速度更快。

本文使用ADAMS/Engine Basic模块对一台12缸V型柴油机的曲轴连杆机构进行了多体动力学分析。

2 模型建构

在ADAMS/Engine模块中对Crantrain的全局变量进行定义,主要包括曲轴、连杆、活塞、活塞销、平衡重的主要结构尺寸及点火正时等参数,然后通过曲轴连杆机构导航初步生成完整曲轴连杆机构,如图1所示。模型自动定义了曲柄连杆机构的运动学特性及相互运动关系。

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图1 曲轴连杆机构多体动力学模型

对初步建立的模型进行细微调整,如质量系、各部件尺寸与实际的差别,同时加载气体压力,图2所示为该发动机缸内压力曲线,对输入的压力模型会自动根据点火正时来调整各缸爆发压力点。

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图2 缸内压力曲线

3 仿真结果

图3~图6计算分析了曲轴加速度、第一档主轴颈合力、第一档轴承H向合力及第一档轴承V向合力。从计算结果上看,该柴油机曲轴角速度呈正弦曲线变化,并且柴油机每运转一个循环,曲轴转速经历12个周期的变化。第一档主轴颈合力、第一档轴承H向合力及第一档轴承V向合力最大受力点均在第一缸爆发压力点附近。

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图3 曲轴角速度变化曲线图

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图4 第一档主轴颈合力

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图5 第一档轴承H向合力

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图6 第一档轴承V向合力

4 结论

本文通过使用ADAMS/Engine Basic模块对12缸V型柴油机的曲轴连杆机构进行了多体动力学分析,分析了曲轴加速度、第一档主轴颈合力、第一档轴承H向合力及第一档轴承V向合力,仿真结果较为理想,能很好地用于指导设计。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (4/16/2010)
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