发动机正时链系统动力学仿真分析

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1、申请上海交通大学工程硕±学位论文发动机正时链系统动力学仿真分析院系：机械与动力工程学院工程领域：动力工程交大导师：邓康耀博±生导师企业导师：黄茂杨高级项目经理工程硕±：陈新宇学号：１１００２１２０１０上海交通大学机械与动力工程学院２０１４年０９月ＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｈａｎｈａｉＪｉａｏＴｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｇｙｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎＭａｓｔｅｒｇｇｇＤｎａｍｉｃｓＡｎａｌｓｉｓＳｔｕｄｙｙｙＯｆＥｎｇｉｎ

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3、分析摘要齿形链因其结构紧凑、传递功率高、可靠性与耐磨性能好，正成为发动机正时机构主流解决方案。然而随着发动机技术的发展，齿形链张力随着驱动负载不断增加而加大，链条张力是满足其与发动机全寿命的关键因素，但因链系统轨迹的不规则性，通过应变方法测量昂贵、可靠性差和耗时长等因素制约了国产齿形链的应用。本文基于Ｍａｔｌ油建立正时链系统仿真模型，通过对比实验和仿真模型张紧器的动态特性验证仿真模型的正确性，再通过仿真模型计算的方法得到链条张力。首先，建立链系统几何模型。基于正时齿形链系统总体设计方法，对某双顶置

4、凸轮轴发动机链系统进行布局设计，其各零部件经过简化后，利用布局设计得到几何位置，在Ｍａｔｌ油实现几何建模。其次，建立链系统动力学模型及其求解程序。运用多体动力学理论，分析正时链系统各零部件的动力学模型，并首次引入曲轴扭振运动学模型及齿形链弹性动力学模型，使得正时系统动力学模型更接近实际工况，；采用现代接触动力学原理设计正时系统接触捜索策略及建立接触力算法模型基于龙格－库塔数值积分方法设计仿真动；力学求解程序。最后，分别通过求解仿真模型和实验方法得到张紧器活塞的运动量和活塞受力，通过对比验证虚拟

5、仿真样机。利用该仿真模型研究不同张紧器泄漏量下，链条张力和活塞运动量的变化，为正确选择张紧器泄漏量提供指导。本文通过实验和仿真相结合的方法求解链条张力，仿真模型首次考虑曲轴扭振和齿形链弹性变形，并实验验证仿真模型可真实反映发动机实际工况，为国产齿形链在发动机正时系统的应用提供切实可行方法。关键词，，：正时齿形链多体动力学现代接触力学，动力学仿真Ｉ上海交通大学工程硕±学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＤｙｎａｍｉｃｓＡｎａｌｙｓｉｓＳｔｕｄｙＯｆＥｎｇｉｎｅＴｉｍｉｎｇＣｈａｉｎＳｓｔｅｍ

6、ｙＡＢＳＴＲＡＣＴＤｕｅｔｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｂｅｎｅｆｉｔｓｓｕｃｈａｓｃｏｍｐａｃｔＳｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈｉｇｈＩｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒ，ｈ－ｗｅａｒｃａｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｎｔｉｐａｂｉｌｉｔｙｓｉｌｅｎｃｅｃｈａｉｎｉｓｂｅｃｏｍｉｎｔｈｅｍａｉｎｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｇｆｏｒｅ打ｇｉ打ｅｔｉｍｉ打ｇｓｓｔｅｍ．Ｈｏｗｅｖｅｒｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅ打ｔｏｆｅ打ｉ打ｅｔｅｃｈ打ｏｌｏｃｈａｉ打ｙ，ｐｇｇｙ，ｔｃ

7、打ｓｏ打打ｃｒｅａｓｅｗｔｔｅ打ｃｒｅａｓｅｏｆｃ过ｍｅ打ｔｏｒｅ．过打ｔｃ打ｓｏ打ｅｔｏｒｏｒｉｉｉｈｈｉｄｒｉｖｑｕＧｈｉｉｉｓｋｙｆ过ｃｆｃｈａｉｎｓｅｒｖｉｎｇｔｈｅｗｈｏｌｅｅｎｇｉｎｅｌｉｆｅｔｉｍｅ，ｄｕｅｔｏｉｒｒｅｇｕｌａｒｃｈａｉｎｓｙｓｔｅｍｔｒａｃｋ，ｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｍｅａｓｕｒｅｃｈａｉｎ１：ｅｎｓｉｏｎｂｙｓｔｒａｉｎａｉｎｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｉｓｅｘｅｎｓｉｖｅｏｏｒｇｇｇｐ，ｐｒｅｌｉａｂｉｌ

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