基于ABQUSE的气门-座圈落座运动特性分析.pdf

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1、第46卷第6期小型内燃机与车辆技术2017年12月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDVEHICLETECHNIQUEV01．46No．6Dec．2017基于ABQUSE的气门一座圈落座运动特性分析水傅瑜杭彭樟林陆军赵旭飞(浙江农林大学暨阳学院浙江诸暨311800)摘要：针对气门落座过程中气门与座圈应力变化问题，设计了某发动机配气机构动态试验系统，并且用ABQUSE分析了气门与座圈的动态运动。结果表明：气门在落座过程中，气门与座圈接触部位存在较大应力，气门杆头部存在较大变形。关键词：气门落座有限

2、元分析应力变形中图分类号：TK413．4+3文献标识码：A文章编号：2095—8234(2017)06—0036—05TheDynamicCharacteristicsAnalysisofValveCrashingSeatbasedonABQUSEFuYuhang，PengZhanglin，LuJun，ZhaoXufeiJiyangCollege，ZhejiangA&FUniversity(Zhuji，Zhejiang，31800，China)Abstract：Adynamictestsystemforthevalvech

3、ainofacertainengineisdesignedtostudythestressva-rietyofthevalveandvalveseatduringthevalvelanding．DynamicmovementofthevalveandtheseatisanalyzedwithABQUSE．Theresultindicatesthatthestressintheareaofvalvecontactwiththevalveseatisthemaximum，andthedeformationinthevalves

4、temheadisthemaximumduringclosureevent．Keywords：Valvelanding；Finiteelementanalysis；Stress；Deformation引言气门是配气机构中的重要零件，气门的开启和闭合关系到气体在气缸内的燃烧。气门与座圈接触完成了落座，接触时间极短，运动极复杂。所以有必要借助有限元分析软件分析气门与座圈的落座运动。目前关于气门落座特性的研究很多，有通过试验方法研究机构动态性能的，也有通过计算机有限元软件进行模拟仿真研究的【1-21。本文基于配气机构动力学试验采

5、集到的数据，应用ABQUSE软件对气门落座特I生分析，提高设计和分析气门座圈性能的效率。1实验方法1．1实验装置本文使用465QR型发动机配气机构进行动力学特性试验。采用电动机拖动配气机构，测量气门加速度、凸轮轴转速等参数。配气机构动力学特性试验系统如图1所示。1．2实验过程电动机带动凸轮轴在400。3250r／min转速之间转动，模拟发动机工作状态配气机构运动状况。由编码器得到凸轮轴转速及上止点信号，由气门弹簧上的位移传感器得到位移，由气门上的加速度传感器得到加速度f”。经过处理之后，可以得到气门间隙为0．25mm，发动

6、机转速在400～3250r／min的气门落座过程中气门加速度和速度数据。如图2、图3所示。2有限元分析2．1HyperMesh前处理在HyperMesh【41软件中对气门座圈3D几何装配模型进行六面体网格二次单元划分，为了提高网格质量，在气门与气门座接触部位、气门杆头部受力部位对网格进行细化。在HyperMesh软件中完成了气门和气门座有限元模型的装配、接触耦合及定义边t基金项目：浙江农林大学暨阳学院科研发展基金人才启动项目(JYRC201603)。作者简介：傅瑜杭(1991一)，女，硕士研究生，助教，主要研究方向为发动机

7、零部件可靠性研究。第6期傅瑜杭等：基于ABQUSE的气门一座圈落座运动特性分析37％●暑≤魁划Eo图1配气机构动态试验系统6凸轮转角／(。)图2排气门加速度(气门间隙0．25mm)O凸轮转角／(。)图3排气门速度(气门间隙0．25mm)0一．，g一、越幽一_J旷38小型内燃机与车辆技术第46卷界条件。有限元模型如图4所示，24050个。气门座模型网格总数为3)弹簧预紧力载荷弹簧预紧力载荷由内弹簧预紧力和外弹簧预紧图4气门座圈装配有限元模型2．2Abaqus有限元分析基于Abaqus仿真平台阐，静态计算不同工况下对气门、气门

8、座耦合模型，由于气门和气门座之间非线性较弱，此次计算为接触线性计算。2．2．1载荷工况计算工况包括有限元的装配模型接触设置、气门弹簧预紧力工况，气门惯性力工况。载荷工况的具体细节如下：1)气门、气门座材料属性设置密度7．85×103kg／m3，杨氏模量为2．1×105MPa，泊松比为0．3。2)接触设置