曲柄连杆机构运动学分析.pdf

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1、第4期2017年8月内燃机InternalCombustionEnginesNo．4Aug．2017曲柄连杆机构运动学分析李林斌’，王超1，尹建东1，沈源1，王瑞平L2(1．宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，浙江宁波315000；2．浙江吉利罗佑发动机有限公司，浙江宁波315800)摘要：利用Pro．E建立发动机曲柄连杆机构各零部件的三维模型，同时利用Pro-E虚拟装配技术，按照发动机各零部件实际的装配状态进行装配。将装配好的模型导入到机构仿真模块中进行运动学的分析，通过分析得到了仿真的数据。文章分析了活塞组件、连杆组件相对于曲轴转角的运动规律，并在运动学的基础上研究了动力学

2、的特性，同理论计算值进行了对比和校核，确认了仿真分析数据的可靠性。为曲柄连杆机构的优化设计和强度校核提供理论依据。关键词：曲柄连杆机构；运动学仿真；Pro·E；受力分析中图分类号：TK413文献标识码：B文章编号：1000—6494(2017)04—0049—04KinematicsAnalysisofCrank—connectingRodSystemLILinbinl，WANGCha01，YINJiandon91，SHENYuanl，WANGRuipin91'2(1．NingboGeelyRoyalEngineComponentsCo．，Ltd．，Ningbo315000；

3、2．ZhejiangGeelyRoyalEngineCo．Ltd．，Ningbo315800)Abstract：UsingPro-Etoestablishathree—dimensionalmodelpartsofenginecrankrodsystem，thenassemblethepartsaccordingtotheactualassemblyconditionbyusesofvirtualassemblytechnology．Thenimporttheassemblymodelintomechanismmoduleanddoakinematicsanalysis，to

4、getthedataafterfinishthesimulation．Thispaperanalyzesthemovementofpistoncomponentsandconnectingrodcomponentrelativetotheruleofcrankangle．Andonthebasisofkinematicsitstudiesthecharacteristicsofthedynamics，andcompareswiththetheoreticalcalculationvaluetoconfirruthereliabilityofthesimulationanaly

5、sisdata，toprovidetheoreticalbasisfortheoptimizationdesignandcheckingstrengthofthecrankconnectingrodsystem．Keywords：crank—connectingrodsystem；kinematicsanalysis；Pro·E：forceanalysisO前言曲柄连杆是发动机上重要的核心运动机构，它将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，驱动汽车行驶。曲柄连杆机构是发动机完成这一能量转化的关键机构。燃料燃烧产生的热使发动机燃烧室内的气体迅速膨胀，在活塞顶部产生巨大推力推动活塞下行

6、，通过连杆传至曲轴，从而将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动”1。通过飞轮将发动机的机械能对外输出做功。曲柄连杆机构工作在高温、高压和高速的环境下，同时还受到曲轴箱污染物的化学腐蚀，是发动机设计过程中重点关注和考核的子系统。现代乘作者简介：李林斌(1992一)，男，江西上饶人，助理工程师，主要从事发动机性能开发的研究。收稿日期：2016—10—31用车使用的汽油机最高转速已达6000r／min，使机构的受力情况都非常复杂。活塞连杆组件，不但承受由运动造成的惯性力和离心力，同时各运动摩擦副间，存在着严重的摩擦和损耗。特别是近些年随着排放法规的日益严格，发动机增压强化的趋势越来越

7、明显，致使发动机的机械负荷和热负荷大幅度的增加，对于材料及设计的要求越来越高。目前市场上强化后的发动机升功率可高达100kW，缸内最大爆发压力达10MPa以上。在设计过程中确保整个机构在发动机服役期间安全可靠的工作，对于发动机的寿命来说至关重要。对曲柄连杆机构进行动力学及运动学的分析尤为重要，通过研究机构中各部件的运动规律和受力特性，可以提高发动机的可靠性和降低摩擦损耗。曲柄连杆机构分为中心曲柄连杆机构、偏心·50·内燃机2017年8月曲柄连杆机构和主副式曲柄连杆机构，其中应用最典型的是气缸中心通过曲轴