考虑发动机耦合振动影响的配气机构动力学特性分析

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50120802304重庆理工大学硕士学位论文考虑发动机耦合振动影响的配气机构动力学特性分析研究生：肖鹏指导教师：郑光泽教授学位类型：学术学位学科专业：机械设计及理论研究方向：计算机辅助机械工程培养单位：机械工程学院论文完成时间：2015年3月25日论文答辩日期：2015年5月22日CategoryNumber:LevelofSecrecy:SerialNumber:StudentNumber:50120802304Master'sDissertationofChongqingUniversi

2、tyofTechnologyResearchonValveTrainDynamicsConsideringtheCoupledVibrationofInternalCombustionEngineSystemPostgraduate:XiaoPengSupervisor:ProfessorZhengGuangzeDegreeCategory:AcademicDegreeSpecialty:MechanicalDesignandTheoryResearchDirection:ComputerAidedMechanicalEn

3、gineeringTrainingUnit:CollegeofMechanicalEngineeringThesisDeadline:March25,2015OralDefenseDate:May22,2015学位论文原创性声明及使用授权声明重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果

4、。作者签名:曰期：年{月3曰学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“々”）：1.保密□，在_年解密后适用本授权书。2.不保密口。作者签名日期:到义年“冬曰导师签名：日期：年6月j日摘要摘要配气机构作为往复式发动机的重要组成部分，其性能的好坏

5、对发动机的动力性能、振动噪声、可靠性、燃油经济性以及排放等将产生直接影响。同时，配气机构也是发动机中重要的振动噪声源，随着发动机朝着高转速、低排放和轻型化的方向发展，配气机构的振动和噪声问题日趋严重，由此对配气机构的设计分析提出了更高的要求。本文以国内某款汽油机为研究对象，对其配气机构的动力学特性进行了研究。主要研究工作包括：采用集中质量动力学的分析方法，建立了配气机构的集中质量动力学模型。针对双顶置凸轮轴式（DOHC）配气机构，建立了凸轮轴的弯曲振动、扭转振动以及阀系组单元的3+N自由度的数学模型。根据集总参数这一建模思

6、想，借助经验公式、有限元软件以及实验测定等手段，确定了模型的系统参数，并对配气机构的动力学特性进行了求解计算。在发动机有限元模型基础上，利用AVL软件中的PowerUnit模块和TimingDrive模块建立了考虑发动机系统耦合影响的配气机构动力学仿真模型，计算得到发动机在6000rpm下配气机构的动力学特性。通过与不考虑发动机系统耦合振动影响的配气机构单体动力学模型的计算结果进行对比分析，明确了系统耦合对凸轮-挺柱接触应力、凸轮轴扭转及弯曲振动、气门开启及落座过程中的振动冲击、气门落座后的残余振动、气门弹簧颤振的影响机理

7、。考虑凸轮轴-凸轮轴承座的接触力、气门弹簧力以及气门落座力，以及燃气压力对气缸盖结构振动的影响，基于有限单元法建立气缸盖（包括凸轮轴承在内）的瞬态响应分析模型，预测了气缸盖在时域内的结构振动响应。搭建了配气机构动力学特性测试系统，测试了在发动机1000rpm转速下气缸盖的动态应变，并将实验结果与预测结果在时域内和频域内进行对比分析，分析结果表明：实验和仿真得到的凸轮轴承座应变规律基本吻合，验证了本文所建立的配气机构动力学特性预测模型的有效性。关键词：发动机，配气机构，耦合振动，动力学特性，动力学试验IABSTRACTABS

8、TRACTValvetrainisoneofthemostimportantpartsofinternalcombustion(IC)engine,itsperformancewilldirectaffectthefueleconomyandemissionsperformanceofICengine.