基于绝对节点坐标法的发动机曲柄滑块系统动态性能研究.pdf

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1、第6期组合机床与自动化加工技术NO.62015年6月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJun.2015文章编号:1001—2265(2015)06—0001—04DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2015.06.001基于绝对节点坐标法的发动机曲柄滑块系统动态性能研究术赵君,门洪,冯玉昌,张秀宇(东北电力大学自动化工程学院,吉林吉林132012)摘要:发动机曲柄滑块机构是汽车中重要的传递力和位移的机构。以曲柄和连杆工作过程中产生的柔性变形为对象,研究对发动机动力性能带来影响。采用绝对

2、节点坐标法,建立系统柔体动力学模型,分析曲柄和连杆在工作过程中的柔性变形对活塞运动位置的影响。利用发动机压缩比评价发动机动态性能,给出某型发动机压缩比计算公式,找到影响发动机压缩比的关键参数。利用MATLAB对曲柄滑块系统进行动力学仿真,分别考虑刚体和柔性体情况,计算活塞运动到上止点的位置,进而计算发动机压缩比。通过仿真结果比对表明,曲柄滑块的柔性变形减小了发动机压缩比,降低了发动机性能,不利于发动机的燃油经济性。关键词:发动机曲柄滑块;绝对节点坐标法;压缩比;动力学性能中图分类号:TH132;TG659文献标识码:ADynamicAnalysisofEngineSl

3、ider-crankBasedontheAbsoluteNodalCoordinateFormulati0nZHA0Jun,MENHong,FENGYu-chang,ZHANGXiu.yu(SchoolofAutomationEngineering,NortheastDianliUniversity,JilinJilin132012,China)Abstract:Theslider.crankinengineisoneoftheimportantmechanismsinautomobileswhich~ansportsforceanddisplacement.Thef

4、lexibledeformationofthecrankandtheconnectingrodwillaffectthedynamicperformanceoftheengine.Theflexibledynamicmodeloftheengineslider.crankisestablishedbaseontlleabsolutenodalcoordinateformulation(ANCF).Theinfluenceoftheflexibledeformationonthedisplace.mentofthepistonisstudied.Theequationw

5、hichisusedtocalculatetheenginecompressionratioisgivenandtherelationshipbetweenthecompressionratioandthedisplacementofthesliderisstudied.ThedynamicmodelofthesystemissimulatedwiththehelpofMATLABandtheenginecompressionratioofbothrigidandflexiblesystemiscalculated.Theresultsshowthattheflexi

6、bledeformationofthesystemreducestheen—ginecompressionratioandisnotconducivetotheenginefueleconomy.Keywords:engineslider—crank;ANCF;compressionratio;dynamicperformance间隙对曲柄滑块系统振动和噪声的印象,并与试验进0引言行对比;Erkaya等进一步对平面曲柄滑块系统进行发动机是汽车的核心部件,曲柄滑块是发动机中运动学分析,利用遗传算法对机构几何参数进行优化;的重要的传递力和位移的机构。燃料燃烧产生的力直Da

7、niel等建立了考虑关节润滑的曲柄滑块动力学模接作用在活塞上,活塞的往复运动转变为曲轴的旋转型,并分析系统动力学性能;丁健等考虑系统运动副运动,经由连杆传递到曲轴,将推力转变为曲轴对外输间隙,分析其对机构动态特性的影响;魏文杲设计了出的转矩。从而驱动车轮转动。对曲柄滑块进行运动新型输送装置,采用曲柄滑块式驱动的结构。学和动力学进行研究,可以更好的了解它的运动规律,1996年,SHABANA提出了绝对节点坐标法,该方分析其与发动机性能间的关系,进一步为发动机的结法仅使用一个全局坐标系,柔性体的所有坐标均在该坐构设计和优化奠定良好基础。标系下描述。同时,

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