单缸柴油机两大机构主要部件动力学研究

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1、单缸柴油机两大机构主要部件动力学研究韩维2015年11月26日中图分类号：UDC分类号：单缸柴油机两大机构主要部件动力学研究作者姓名韩维学院名称机械与车辆学院指导教师李晓雷教授答辩委员会主席刘佳教授申请学位级别工学硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年12月20日TheDynamicsAnalysisAboutTwoInstitutionsofSingle-cylinderDieselEngineCandidate：HanWeiSupervisor：Prof.LiXiaoleiDepartment：BeijingInstituteofTec

2、hnologyDate：December，20，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要单缸柴油机的两大机构是指活塞连杆组和配气机构，它们的动力学性能直接影响整个柴油机的整体性能，尤其是这两个机构中的活塞、连杆

3、和气门等零件的运动情况的优劣，对发动机的工作效率影响很大，而且对这两大机构的动力学分析研究也是当前内燃机方面研究的热门领域之一。以某型号柴油机的两大机构中的主要部件作为文章的主要研究对象，为了获得两大机构的动力学情况，首先，对两大机构中的主要部件做了理论上的动力学计算，对活塞连杆组机构建立了动力学模型，对配气机构中的主要部件建立了动力学模型；然后用Soildworks对单缸柴油机进行了三维建模，并在ADAMS中建立了该模型的多体动力学模型，调整参数，通过建好的多体动力学模型得到了不同转速下的活塞的位移、速度、加速度曲线图和不同转速下的连杆在空间中的位移、速度、加速度曲

4、线图，得到了在额定转速下配气机构气门的运动规律，凸轮与顶柱在运动过程的接触力，摇臂与气门在运动过程中的接触力；最后，将多体动力学模型当中分析得到的活塞和连杆的最大加速度作为后续有限元分析给定条件，对活塞和连杆分别做了有限元分析，将多体动力学中得到的摇臂与气门的之间的作用力作为已知条件对摇臂和气门做有限元分析。通过一系列研究得到，各转速下的活塞与连杆的加速度值，当活塞机构转速较低的时候其运动连续性并不好，而其在额定转速下运动连续性较好；得到了配气机构在额定转速下位移、速度、加速度值，分析该值证明了气门不发生飞脱、反跳等现象，表明配气机构工作正常；通过有限元分析我们得到了

5、活塞与连杆的最大应力产生位置与数值，得到了气门和摇臂的最大应力产生的位置与数值，通过与安全值对比证明了这些构件工作状态下的可靠性。本文的研究方法和研究内容对发动机研发具有较高的应用价值，为单气缸机构的后期的优化提供了理论依据。关键词：单气缸机构；多体动力学；有限元；动力学分析；应力分析北京理工大学硕士学位论文AbstractThetwoinstitutionsofthedieselengineispiston-linkgroupandgasdistributionmechanismThedynamicsperformanceofthetwoinstitutionsdi

6、rectlyaffecttheoverallperformanceofthedieselengine,especiallythemovementofthepistonandlinkinthepiston,linkandthevalvemovementinthevalvemechanism,anditistheoneofimportantengineresearchdirection.Foracertaintypeoftwoinstitutionsasthemainobjectatthisarticle,inordertoobtainit’sperformancesta

7、tus,firstly,didatheoreticalanalysiswiththetwoagencytoestablishapistonmechanismdynamicsmodel;toestablishvalveagencysingle-massmodelandMulti-qualitymodel;Then,afterthetheoreticalstudy,tobuildthethree-dimensionalmodelingonthesingle-cylinderdieselengineandtoestablishamulti-bodydyna