发动机配气机构动力学计算评判与影响因素分析.pdf

《发动机配气机构动力学计算评判与影响因素分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第5期2013年lO月内燃机InternalCombustionEnginesNo．5Oct．2013发动机配气机构动力学计算评判与影响因素分析张国耕。裴梅香．吴娇，吴楚(泛亚汽车技术中心有限公司，上海201201)摘要：综合分析凸轮与挺柱间润滑油膜形成机理、气门弹簧最大许用剪切应力产生原因、凸轮与挺柱间接触强度失效原因，确定配气机构动力学模拟分析结果评判的理论依据。并结合现有产品，研究配气机构参数变化对阀系动力学的影响，为工程实际问题解决提供方向。关键词：配气机构；润滑；剪切应力；接触强度中图分类号：TK422文献标识码：A文章编号：1000—6494(2013)05—0018—0

2、3TheEvaluationStandardandInfluencingFactorAnalysisofValveTrainDynamicSimulationZHANGGuogeng，PEIMeixiang，WUJiao，WUChu(PalAsiaTechnicalAutomotiveCenterCo．，Ltd．，Shanghm201201，China)Abstract：Researchingthelubricationmechanism，theshearingstressgenerationmechanismofvalvespring，andthecontactstrengthfa

3、ilurecriterionbetweencamandtappet，weestablishedtheevaluationstandardforproductdesignandfailureanalysis．Combinedwiththeexistingproducts，ourworkinvestigatedtheinfluenceofvalvetrainparameterchangestothedynamics，whichmighthelptosettlethepracticalproblemsinprojects．Keywords：valvetrain；lubrication；sh

4、earstress；contactstrengt针对发动机配气机构动力学的计算软件有AVL公司ExciteTimingDrive、MDI公司ADMAS，以及Ricardo公司VELDYN等多种软件，由于计算软件不同，配气机构动力学模拟分析评判标准并不一致。结合所参与发动机配气机构动力学分析项目，研究配气机构润滑、弹簧疲劳断裂及凸轮与挺柱间疲劳磨损产生机理，同时结合现有产品，研究配气机构参数变化对阀系动力学的影响，为工程实际问题的解决提供方向，使对配气机构动力学计算结果评判有章可循。1凸轮与挺柱间润滑对于平面挺柱而言，凸轮与挺柱间不仅存在切向运动，而且也存在法向运动。由于切向运动，凸轮

5、与挺柱之间的接触点即在凸轮表面移动，也在挺柱表面移动，则凸轮与挺柱之间就会存在相对滑作者简介：张国耕(1985一)，男，河南信阳人，工程师，主要从事动力总成多体动力学与汽车电子的研究。收稿日期：2013—04—26移速度川。在凸轮与挺柱接触区域，当相对滑移速度增大，则接触区域的压强就相应减少，当接触点处压强减少到低于周围压强时，周围液体就会被吸人，从而凸轮与挺柱之间形成润滑油膜。然而润滑油膜的形成不仅取决于油膜卷吸速度即动压效应，同时还要考虑形成润滑油膜的挤压效应。由于法向运动的存在，凸轮与挺柱在法向力作用下使润滑膜厚度逐渐减薄而产生压力流动，但当两表面分离时，润滑膜将产生空穴现象。

6、当凸轮与挺柱之间载荷交替变化的速度适当时，支承面间的润滑剂来不及全部挤出而形成挤压膜润滑嘲。动压效应和挤压效应通常是形成润滑油膜的两个主要因素伫，，在配气机构动力学分析中我们主要考察油膜的最小厚度，以避免设计本身缺陷。凸轮与平面挺柱问最小油膜厚度可由Dowson’sandHigginson。S公式导出口1：k=七·(Rs+Zol／2·{丙R习『．2一{耐b}(1)式中，尺表示接触点处凸轮的曲率半径，愿表示基圆半径，z。表示平面挺柱升程。第5期张国耕，等：发动机配气机构动力学计算评判与影响因素分析·19·凸轮与摇臂滚子间油膜厚度可由德国Holland教授提出油膜厚度变化的计算公式进行推

7、算嗍：hm=1．6·’，“·(刁。·№)”·∥3·俨·矿”(2)式中，

8、ll曲为最小油膜厚度，7为润滑油的压粘系数，叼。为润滑油在压力区进口处的动力粘度，1，。表示X向有效速度，R为综合曲率半径，E为综合弹性模数，P为凸轮摇臂间法向载荷。由公式(1)和公式(2)，并结合图1、图2可知，油膜厚度最小值往往出现在加速度方向改变的区域。在计算中，阀系结构参数变化在高速时对最小油膜厚度有一定的影响，但最小油膜厚度往往出现在发动机较低转速情况下，而此时机油动力粘度则