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1、内燃机活塞拍击仿真分析第31卷第6期2008年6月重庆大学JournalofChongqingUniversityVoI.31NO.6Jun.2008文章编号:1000—582X(2008)06—0610—05内燃机活塞拍击仿真分析邓兆祥,潘甫生,王攀(1.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400030;2.重庆市汽车NVH工程中心,重庆400039)摘要:建立了活塞与缸体拍击的有限元模型,施加边界条件后进行了初步瞬态响应分析,发现缸体表面振动加速度仿真结果与试验吻合,验证了模型的正确性.基于此模型,分析了活塞在气缸内的运动规律,并分别研
2、究了不同曲轴转速下的拍击力变化趋势,活塞销偏置量和活塞间隙对活塞拍击力的影响.结果发现:合适的负偏置和小的活塞间隙有利于降低活塞拍击力;在低转速时燃气爆发时刻的活塞拍击力占主要,高转速时燃气爆发时刻的拍击力相对不明显,为内燃机的性能改进提供了依据.关键词:活塞拍击;有限元法;活塞销偏置;活塞间隙中图分类号:TK413.3文献标志码:ASimulationanalysisofpistonslapofinternalcombustionengineDENGZhao-xiang.PANFu—sheng.WANGPan'.(1.StateKeyLa
3、boratoryofMechaniCalTransmission,ChongqingUniversity,Chongqing400030,P.R.China;2.ChongqingEngineeringCenterofAutomotiveNVH,Chongqing400039,P.R.China)Abstract:Afiniteelementmodel0apistonandablocksurfacewasestablished.Afterboundaryandworkconditionswereapplied,aninitialtransi
4、entanalysisofthemodelwascarriedout.Thesimulationresultofvibrationaccelerationontheblocksurfaceconformedwellwiththeexperiment,thusvalidatingthemode1.Basedonthemodel,themotionlawofpistonsinblockswasstudied.Thevariationtrendofthepistonslapforce,pistonclearanceonthepistonslapf
5、orce,andtheeffectofpistonpinoffsetonthepistonslapforceatdifferentcrankshaftspeedswereanalyzed.Resultsshowthatsuitablepistonpinoffsetandsmallerpistonclearancereducethepistonslapforcequitewell;andthecontributionofthepistonforceatthepointwhengasbreaksoutisdominantatlowspeed,w
6、hichisnotobviousathighspeed.Thefindingsprovideevidencefortheperformanceimprovementofinternalcombustionenginedevelopment.Keywords:pistonslap;finiteelementanalysis;pistonpinoffset;pistonclearance随着人们对乘坐舒适性要求的提高,控制内燃机的振动噪声显得越来越重要.内燃机活塞拍击是内燃机振动的主要激励源,活塞周期性的高速敲击气缸套引起的振动噪声通过发动机表
7、面向空气中辐射,通常是发动机最大的机械噪声源.因此,减小活塞对气缸套的拍击,可以有效地降低内燃机机械噪声,最终可以有效的控制内燃机噪声.活塞的运动轨迹和拍击力很难通过试验方法测得,国内外学者对活塞拍击现象进行了一些研究.,主要是通过建立数学模型,计算得出活塞运动轨迹和拍击力,收稿日期:2008—02—21基金项目:重庆市自然科学基金资助项目(CSTC,2006BA7013)作者简介:邓兆祥(1962一),男,重庆大学教授,博士生导师,主要从事汽车NVH控制和汽车系统动力学方面的研究,(Te1)023—65103042;(E-mail)zxd
8、eng@cqu.edu.CD.第6期邓兆祥,等:内燃机活塞拍击仿真分析611或通过有限元方法探讨某个特定因素对活塞拍击的影响.针对内燃机活塞拍击气缸的现象,选取某125单缸四冲程
