发动机配气机构计算分析流程

单位
rpm 或者 rad
mm deg
N/mm N/mm N.s/mm N.s/mm N.s/mm2
mm
t t.mm2 t.mm2
N/mm2 N/mm2 mm2 mm
mm4 mm4 N N N.s/mm mm N/mm deg s mm
第 3 页 共 34 页
油膜润滑单元 气门杆单元
气门面单元
湖南大学先进动力总成技术研究中心
湖南大学先进动力总成技术研究中心 文档编号 版本 发布日期
发动机配气机构计算分析流程
编制： 校对： 审核： 批准：
日期： 日期： 日期： 日期：
第 1 页 共 34 页
湖南大学先进动力总成技术研究中心
目录
1 参数定义 ........................................................................................................................3 2 配气机构计算分析和优化流程框图.................................................................................7 3 过程实施 ........................................................................................................................9
凸轮转角转转系数
凸轮升程数据单位与米的转换关系 凸轮型线数据类型 凸轮型线数据 Y 方向刚度 Z 方向刚度 Y 方向阻尼 Z 方向阻尼 机油动力粘度 相对间隙 轴瓦直径 轴承宽度与轴瓦直径比值 质量 转动惯量（扭转） 转动惯量（弯曲） 相对阻尼 杨氏模量 剪切模量 中截面面积 质心到第一轴距离 剪切面积率 惯性矩（扭曲） 惯性矩（弯曲） 带的预紧力 传动力 带的阻尼 带轮有效半径 带刚度 发火次序 载荷数据时间偏移量 凸轮中心到接触点的距离矢量
mm
mm
N.s/mm 或无 mm t mm
N N.s/mm
N/mm N/mm/mm N/mm/mm2 N/mm/mm N/mm/mm2
N.s/mm 或无 mm t mm mm mm3 mm mm
N N.s/mm N/mm N/mm/N N/mm/N2 mm mm mm t N
第 6 页 共 34 页
3.2 配气机构评价指标.................................................................................................12 3.2.1 运动学分析和评价.......................................................................................12 3.2.2 动力学分析和评价.......................................................................................15
第 2 页 共 34 页
湖南大学先进动力总成技术研究中心
1 参数定义
发动机配气机构计算分析所需参数如表 1 所示。
单元名称
表 1.1 发动机配气机构计算参数表
参数
旋转激励单元
转速输入方式的选择 转速值 有无转速波动
基圆半径
型线数据与实际位置偏移角度
凸轮单元 凸轮轴承单元
带轮和链轮单元 配气相位单元
3.3 配气机构运动学动力学 TYCON 模型建立.............................................................15 3.4 凸轮型线评价及配气机构运动学分析....................................................................16
3.1 AVL-workspace-TYCON 软件介绍 ........................................................................9 3.1.1 简介 ..............................................................................................................9 3.1.2 AVL-Workspace Tycon 的应用 ....................................................................9 3.1.3 AVL-Workspace Tycon 主要菜单和主要模块介绍 .......................................9
湖南大学先进动力总成技术研究中心
供油最小截面积
供油压力
机油密度
机油特性
机油动力粘度 机油粘压比系数
液体定常压缩模量
液体可变压缩模量数据表
mm2
t/mm3 N.s/mm2 mm2/N N/mm2
2 配气机构计算分析和优化流程框图
配气机构计算分析和优化过程包括凸轮型线设计、运动学评价及动力学分析等三个过程， 其总体流程如图 2.1 所示。
3.4.1 凸轮型线及配气机构运动学分析界面的进入 ................................................16 3.4.2 Cam Design 界面中数据的输入 ....................................................................17 3.4.3 凸轮型线评价及配气机构运动学分析 ..........................................................20 3.5 配气机构动力学分析 .............................................................................................21 3.5.1 动力学模型的文件和目录说明......................................................................21 3.5.2 仿真计算、参数设置和结果控制 ..................................................................22 3.5.3 动力学计算后处理........................................................................................24 3.6 配气机构改进和优化 .............................................................................................25 3.6.1 凸轮型线优化设计流程及界面.....................................................................26 3.6.2 缓冲段设计 .................................................................................................26 3.6.3 工作段设计 .................................................................................................29 3.6.4 新凸轮型线的分析.......................................................................................33 致谢 ...................................................................................................................................34
Rocker Arm
摇臂单元 Finger Follower
弹簧刚度升程一次方系数
弹簧相对阻尼
弹簧预紧力
弹簧并圈后阻尼类型的选择
弹簧并圈后阻尼
弹簧并圈后刚度
弹簧最大工作行程
接触损失的选择
阻尼类型选择
阻尼值
与推杆间隙
当量质量
元件运动方向
当量刚度
力一次方系数
力二次方系数
摩擦系数
摩擦力
摩擦速度依赖系数
定摇臂比
可变摇臂比
运动夹角
wk.baidu.com
凸轮侧长
气门侧长
臂间夹角
凸轮侧/推杆运动力臂夹角 接触损失的选择
阻尼类型选择
阻尼值
与凸轮间隙
外部载荷
元件运动方向
当量质量
升程一次方系数
升程二次方系数
元件刚度
偏心率一次方系数
偏心率二次方系数
摩擦系数
摩擦力
摩擦速度依赖系数
杆 件 几 气门关闭的角度
何
凸轮接触圆心到支承点圆心的距
离
从动件半径
N/mm/mm
N.s/mm 或无 N/mm mm
N.s/mm 或无 mm t
N/mm N/mm/N N/mm/N2
N N.s/mm
deg mm mm deg deg
N.s/mm 或无 mm
t t/mm t/mm2 N/mm N/mm/mm N/mm/mm2
N N.s/mm deg mm
mm
第 5 页 共 34 页
湖南大学先进动力总成技术研究中心
液压元件 单元
液压挺柱第 一部分 HLAT
液压挺柱第 二部分 HLAS
L-N 坐标系中支承点坐标位置 L-N 坐标系中支承压缩方向 气门升程方向 L-N 坐标系气门侧接触圆中心点 位置 接触损失的选择 阻尼类型选择 阻尼值 与凸轮间隙 质量 供油长度 外部载荷 摩擦系数 摩擦力 摩擦速度依赖系数 刚度列表 刚度常数 偏心率一次方系数 偏心率二次方系数 升程一次方系数 升程二次方系数 接触损失的选择 阻尼类型选择 阻尼值 与 HLAT 的间隙 柱塞质量 内径 外径 供油室初始体积 HLAS 与 HLAT 之间的间隙高度 HLAS 与 HLAT 之间的间隙长度 摩擦系数 摩擦力 摩擦速度依赖系数 柱塞结构刚度 力的一次方系数 力的二次方系数 球珠直径 座直径 球珠最大升降距离 球珠质量 球珠弹簧预紧力 流动阻力系数 供油线流动阻力系数
从动件运动向量 凸轮接触宽度 机油动力粘度 润滑油粘压比系数 从动件形式选择 凸轮的弹性模量 从动件的弹性模量 接触损失的选择 阻尼类型选择 阻尼值 单元间隙 质量 施加载荷 元件运动方向 摩擦系数 摩擦力 摩擦速度依赖系数 元件变刚度表 元件恒定刚度 接触损失的选择 阻尼类型选择 阻尼值 单元间隙 质量 元件刚度 气阀座摩擦系数 气门座及缸头恒定刚度 变形一次方系数 变形二次方系数 气门座及缸头阻尼值类型选择 气门座及缸头阻尼值 气阀面摩擦系数 气阀面摩擦力 气阀面摩擦速度依赖系数 元件运动方向 阀面载荷施加的选择 载荷数据 X 轴值的转化系数 载荷数据 Y 轴值的转化系数 载荷长度 载荷数据表 接触损失的选择 弹簧运动部分质量点数 弹簧有效圈部分质量 弹簧刚度
mm N.s/mm2 mm2/N N/mm2 N/mm2
N.s/mm 或无 mm t
N N.s/mm N/mm
N.s/mm 或无 mm t N/mm N/mm N/mm/mm N/mm/mm2 N.s/mm N N.s/mm
t N/mm 第 4 页 共 34 页
湖南大学先进动力总成技术研究中心
气门弹簧单元
第 7 页 共 34 页
湖南大学先进动力总成技术研究中心
配气机构分析与优化
运动学分析 运动学模型建立 各模块参数设置 凸轮型线评价及配气机构运动学分析
动力学分析 动力学模型建立 各模块参数设置 配气机构动力学分析
气门 气门 气 阀 正加 气 凸 凸轮 平 气 凸