发动机配气机构的动力学模型及计算分析
发动机配气机构动力学分析
发 动机 配气机构动力学分析
刘 晓 勇 ，董 小瑞
（ 中北 大 学 机 电 工程 学 院 ， 山 西 太 原 ００５） ３０ １
擒要 ：建立了配气机构单 自由度 动力 学模型 ，并用 Ⅳ 次谐波凸轮法拟合 了凸轮升程 ，采用龙格一库塔求解动 力学微分方程 ， 并进行 了实例验证 ， 得到 了某型号 配气 机构气 门的升程 、速度 、加速度 ，计算结果表明该 机构
由当量 凸轮控 制 ， 刚度 Ｋ 以通过 试 验测定 ， 可 以 可 也 通过 有 限元 软 件建 立系统 的实 体模 型 ， 出理 论刚 度 ； 算 ｈ ｒ是机构 为 刚性 时气 门的升 程 ，当系统摇 臂 比为 常数 时 ，ｈ ｒ就是 凸轮 升程 与摇臂 比的乘积 ； ｈ 为气 门实 际
图 １为典 型 的配气 机构 动力学 模型 ， １ｂ 中把 图 （）
Ｍｙ—— 推 杆质 量 。
臂
气 门弹
气门
气 门 的运 动 用一 个 当量质 量 Ｍ 的运 动来 Ｋｚ 的气 门弹 簧与气 缸 盖 连接 ，而 另 端连 接 ・假 想 的刚 度 为 Ｋ 的弹 簧 ，弹簧 的另一 端
维普资讯
第 ６期 （ 第 １ ５ ） 总 ４期
２０ ０ ７年 １ ２月
机 械 工 程 与 自 动 化
ＭＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩ ＯＮ
Ｎｏ．６ Ｄｅｃ ．
文章 编 号 ：６ ２６ １ （０ ７０ —０ ８０ １ ７ —４ ３２ ０ ）６０ ６ —３
收稿 日期 ｌ ０ ７０ －２ ２ ０ －５２ ，修回 日期 ｌ ０ ７０—２ ２ ０— ６２
作 者 简 介 ｔ刘 晓 勇 （９ ０） 男 ， 西 平遥 人 ， 教 ， 士 研 究 生 。 １ ８－ ， 山 助 硕
泛亚C14发动机配气机构单阀系动力学分析
１ 引 言 ．
方 向 ，模 型 中主 要 考 虑 的是 旋 转
…
…
Ｏ 一
… …
配 气 机 构 是 发 动 机 的重 要 组 惯 性 力 ，不考 虑 重 力 的影 响 。 成 部 分 。一 台发 动 机 的经 济 性 能 ｃ ４ ｌ 发动 机配 气 机构 属 于带 机械 式
（ Ｖ ）模型 的建 立 ＳＴ
式 配气 机 构 （ Ｈ ），其 结构 示意 ＯＣ
＝＝ ｐ ｍ ｍ ｒ …
常 常 与 其 配 气 机 构 的设 计 是否 合 图如 图１ 示 。 所
７ ｉ 。
≥ … … …
图２ ０ 配 气 机 构 Ｔ ＯＮ １ ４ Ｙ Ｏ 多质 量 动 力学 模 型
问 最 大 接 触应 力 为７ ２ ９ ５ Ｐ ， ０ ． ５ Ｍ ａ
下 ，进气 凸轮与挺 柱 间最 大接触应
闫宏 Ｔ ３ ０ ２ １ＤＳ 在 Ｉｊ 亮．ＭＳ２ Ｆ ８ ２ Ｐ 柴油发电 ［ 唐苗， ４ ７ 】 吴旭光 等． Ａ ｅ Ｎ模块 与ＳＡＩ ０ 作者简介： Ｃ Ｊ Ｏ０
机 组频 率测 量 中的应 用 Ｕ ． ］现代 电子技 的应 用 比较Ｕ ． 片机 与嵌入 式 系统应 张奇志 （９ ５ ） ，女 ，陕西西安人 ， ］ 单 １ ６一
用Ａ Ｌ Ｔ Ｃ Ｎ Ｖ Ｙ Ｏ 软件将 其转 化成 柱 间接触应 力 的数据 分析
Ｃ ４ 动 机 在 ６ ０ ｒ ｍ 速 １发 ２０ ｐ 转
。 卜 由度 模 型 ） ，模 型 中 的 所 有 元 件 多质 量动 力 学 计算 模 型 。引，如 图
基于ADAMS的发动机配气机构动力学分析
《装备制造技术》２０１０年第９期配气机构作为内燃机三大机构之一，其主要功能是实现发动机的换气过程，根据气缸的工作次序，定时地开启和关闭进排气门，以保证气缸吸入新鲜空气和排出燃烧废气。
现今对于发动机配气机构的设计，一方面希望气门加速度越大，以使气门迅速开关，从而达到最好的换气效果，以提高动力性和经济性；另一方面，希望载荷保持相对较小，以减小加速度，从而减小振动和噪音，并延长使用寿命。
这样的矛盾要求，给配气机构的设计带来困难，因此需要精心设计进排气门的升程曲线，以达到最优设计。
内燃机配气机构的传统开发方法，往往是多方案的比较和试凑过程，在无物理样机的初始开发阶段，不但难以满足这样复杂的设计要求，而且反复进行实物试验，会延长研发周期和增加开发成本，同时对进行频繁的试验，也是不现实的。
而通常配气机构的运动学、动力学计算，仅是把机构当作一个弹性振动系统，模型可以是单质量模型或多质量模型，虽然大体上能满足描述气门运动规律的要求，但是这种方法可视化较差，无法直观地反映出各构件的运动情况，并且某些机构的刚度和阻尼参数，必须通过实测或分析计算才能得到，质量也需要经过折算，这不仅增加了建模的难度，而且也影响分析的精度，其应用范围受到限制。
为此，人们相继把多体动力学和虚拟样机技术，应用到配气机构的动力学分析中。
本文就是在这样的背景下，以多体动力学为理论基础，采用虚拟样机技术，应用ＡＤＡＭＳ软件，进行了发动机配气机构的建模与仿真，从而得到整个系统协调下的运动规律和动力学特性。
利用该种方法建立的配气机构多体动力学模型，不但能很好地描述配气机构动力学特性，而且具有极佳的可视化效果，为提高今后产品自主开发能力起到积极的作用。
１配气机构多体动力学方程以多体动力学理论中的拉格朗日方程为理论基础，建立配气系统的动力学方程。
对于机构中的刚体i ，采用质心在惯性参考系中的笛卡儿坐标和反映刚体方位的欧拉角或广义欧拉角作为广义坐标，即q i ＝［x ，y ，z ，准，θ，φ]Ti ，q =［q １T，q ２T，q n T ］T（１）接着建立这个系统的约束方程和作用力方程，并将它们也都写成广义坐标的表达式，最后应用拉格朗日乘子法，建立系统的运动微分方程，如下所示。
发动机配气机构系统动力学研究
发动机配气机构系统动力学研究申报人：周海指导老师：刘鹏文摘：配气机构是发动机中的一个重要组成部分，其工作性能的好坏直接关系到整机的运行状况，虽然配气机构的主要功能是满足发动机进排气量的需求，但其对整机的影响不仅限于此，配气机构的动力学及其零部件可靠性也是要急需关注的问题，在设计中，配气机构的动力学性能和各零部件强度都要符合相关要求。
1.研究模型概述本文是以一单缸机凸轮轴下置式、双摇臂四气门、带阀桥配气机构为研究对象，本单缸机的主要参数如表1所示：表1发动机主要技术参数表本文工作主要集中在运用专业软件TYCON进行配气机构模型的建立和仿真，从动力学角度分析研究配气机构的特性。
虽然现今出现了很多配气机构的新技术，像可变配气机构，其可变的范围包括气门正时可变、气门升程可变、气门开启延续时间可变等，一些汽车公司研究的对象也各有侧重点。
但在配气机构的研究上，都离不开运动学和动力学的研究，运动学仅仅考虑理想的状况，把零部件都看成刚性体，整个系统没有变形和弹性，忽略系统摩擦和阻尼能量损耗，其分析的结果仅能得到一些基本的位移、速度、加速度和力参数，一般以凸轮型线的正加速度宽度、阀系的自振频率、凸轮与从动件的接触应力、凸轮的曲率半径、弹簧裕度、丰满度、润滑系数等为运动学评价指标，而动力学模型考虑的因素更多，把物体都简化成有集中质量、刚度和相对阻尼的弹性质点，考虑了各零部件的接触和变形，动力学分析的结果可以得到很多更符合实际情况的一些信息，可以考察凸轮从动件的脱离接触、弹簧各有效圈动力特性、阀面落座反跳和冲击等情况。
运动学中要输入的参数也较少，工作量小，但动力学中要考虑的因素较多，输入的参数也多，工作量大。
对于低速或低载发动机的配气机构，其运动学和动力学分析的结果差异不是很大，气阀升程、速度和加速度曲线的整体趋势相差无几，两者吻合较好，但在高速或重载发动机中，由于必须考虑配气机构系统零部件的相互影响问题，其动力学和运动学分析结果有很大差异。
柴油机配气机构动力学建模方法与性能仿真研究
柴油机配气机构动力学建模方法与性能仿真
研究
1 引言
柴油机配气机构的动力学建模能够有效地揭示其工作原理及运行性能。
它不仅可以用来研究引擎的控制系统，还能为柴油机配气机构的研制、设计、试验以及再制造提供有价值的信息。
有效地建立柴油机配气机构动力学建模方法和性能仿真系统，对新型柴油机配气机构研究与设计具有重要意义。
2 柴油机配气机构动力学建模
柴油机配气机构的动力学建模是将柴油机元件的零件力学，推进机构的运动学，柴油机原理图的三维立体机构及概念机构信息，用多学科仿真软件进行模拟，使之反映柴油机配气机构的动力学状态。
动力学建模的方法主要有以下几种：通过建立多体系统，控制矩阵式机构，牛顿迭代法，牛顿定律，以及离散有限元法。
3 柴油机配气机构性能仿真
柴油机配气机构性能仿真是通过柴油机配气机构的动力学建模，使用专业仿真软件，根据柴油机的空气-油流动特性，建立合理的仿真模型，计算柴油机每一步的实际工作情况，然后进行全面有效的性能分析，及时发现性能缺陷，为研发新型柴油机配气机构提供重要的参
考。
性能仿真的方法主要有以下几种：有限元分析，代数仿真，矩阵仿真，问题特定仿真，全空间仿真等。
4 结论
柴油机配气机构的动力学建模和性能仿真是柴油机研究与设计中的关键技术，它们是一种综合的技术，将动力学建模和性能仿真结合起来，能够更好地满足柴油机配气机构设计开发模拟所需要的精度要求，可以最大程度提高新型柴油机配气机构研究与设计的效率，为柴油机配气机构研发提供有价值的信息。
09-配气机构动力学和凸轮耐久性分析_潍柴动力罗国良等
配气机构动力学和凸轮轴耐久性分析罗国良，王洪山，李京鲁（潍柴动力股份有限公司）摘要：本文介绍了利用A VL.Excite.Timing Drive软件和ABAQUS软件进行配气机构动力学计算和凸轮轴瞬态动力学计算，并利用FE-Fatigue进行耐久性预测，提高研发效率。
关键词：配气机构动力学；耐久性分析主要软件：A VL.Excite.Timing Drive1. 前言某型柴油机配气机构是凸轮轴下置式的气门式配气系统，主要部件有凸轮轴、挺柱、挺杆、摇臂、摇臂座、气门桥、气门锁夹、气门弹簧、气门等。
凸轮轴前端带水泵驱动齿轮，驱动生水泵和净水泵，凸轮轴后端是凸轮轴驱动齿轮，驱动整个阀系和水泵。
图1 凸轮轴轴系2. 配气机构动力学2.1参数柴油机主要参数参见表-1。
表-1 柴油机主要参数型 式 6缸直列、四冲程，增压，中冷标定功率/转速(kW/r/min)456kW/1500r/min发火顺序 1-5-3-6-2-4冷态气门间隙（mm） 进气门0.4 排气门0.5进气开 上止点前45.5°CA进气关 下止点后40.5°CA配气相位排气开 下止点前60.5°CA排气关 上止点后45.5°CA2.2单阀系模型配气机构的每个单阀系包括凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门桥和气门，动力学模型将物理模型简化成质量-弹簧-阻尼系统，部件用质量点代替，部件刚度用弹簧刚度代替，其中气门、气门弹簧和推杆采用多质量系统，图2为单个阀系的实际部件和当量模型图。
图2 单阀系部件构成和当量模型2.3凸轮轴模型凸轮轴利用ShaftModeler 的凸轮模块、轴段、阶梯轴和锥形轴等模块来建立详细尺寸结构，草图和模型的对应图见图3。
图3 凸轮轴示意图和轴段模型2.4水泵驱动扭矩某型柴油机有净水泵和生水泵两种，水泵传动见图4考虑两种水泵同时工作的极限情况。
水泵供应商提供的转速与轴功率的对应数据见图5。
利用插值来估算水泵功率，取齿轮传递效率为95%，利用公式：T=9549P/n 来计算所需扭矩，其中，T ：扭矩，Nm ；P ：功率，kW ；n ：转速，r/min 。
发动机配气机构的动力学模型及计算分析
Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃＭｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅＶ ａ ｌ ｖ ｅＴ ｒ ａ ｉ ｎ
Ｌ Ｉ ＮＰ ｉ ｎ ｇ
（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅＥ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ＆Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎＭ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ ， Ｆ ｕ ｊ ｉ ａ ｎＣ ｏ ｍ ｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙＣ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ，Ｆ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ３ ５ ０ ０ ０ ７ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第２ ４卷 第 ８期
重 庆 理 工 大 学 学 报（ 自然科学）
２ ０ １ ０年 ８月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇＵ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ） Ｖ ｏ ｌ ． ２ ４ Ｎ ｏ ． ８ Ａ ｕ ｇ ． ２ ０ １ ０
Ｊ＝
ｘ （ ）－ｙ （ ） ，ｘ （ ）－ｙ （ ） ＞０ α α α α （ ３ ） {０ ，ｘ （ ）－ｙ （ ）≤ ０ α α
之所以出现这种形式， 是因为当 ｘ （ ） （ ） 时， α ≤ｙ α 机构手拉立即脱开， 弹性恢复力消失。 ２ ）气门弹簧预紧力 － Ｆ （ ） 。 α ｇ ３ ）气缸内燃气对气门的作用力为 －Ｆ （ ） ， α ｇ 这项力在计算进气机构时可取为零， 而对排气机 构则不应忽略。为了将计算公式统一， 将其记为 － Ｒ ·Ｆ （ ） ， 其中 Ｒ称为进排气指示数， Ｒ＝ ０表 α ｇ 示进气， Ｒ＝ １表示排气。 ４ ）内阻尼力为 ｂ ·ω ·Ｊ ， 其中 ｖ
发动机配气机构动力学计算评判与影响因素分析
＝０． ５６４×
ｌ ２
（ ７）
弹簧刚度 Ｎ・ ｍ ｍ － ）
式 中 ，Ｆ为凸轮与挺柱间法向作用力 ， Ｐ 和 分别 为凸轮与挺柱间在接触点 的曲率半径 ，巨 和 分别为凸轮和挺柱材料的弹性模量 ， 。 和 ： 分别 为相应 材料 的泊松 比， 为接触宽度 。对 于 摇臂滚子来说 ，其 曲率半径为常数 ；对于平面挺柱 而言 ，平面挺柱曲率半径近似无穷大 ，即 ：
侧该 点 处任 意 角度 的正 应力 为 嘲 ：
＝ 一
￣
一
弹簧 预紧力 ， Ｎ
图 ４气 门弹簧预 紧力对最大 弹簧力影响
３ ６ Ｏ Ｏ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ — — ・ ， 一 Ｊ
一
－ －
＇ － ／ＤＵ ｒ ／ｍ ｌ ｎ
、 ＼
． ， 一 ／
・ — － ７ ２ ０ ０ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ Ｉ
／
／ ，
／
躯 教 斗 ＜ 略
— ｒ一 ． ／ — — — ● ＿
／
－
＇
－
▲ ／ ＝ ＝ ＝ ／ ／ ｒ
弹簧刚度／ （ Ｎ・ ｍ ｍ ）
图 ５气 门弹簧刚度对最大弹簧力影响
３ 凸轮 与挺柱 间接触应 力
凸轮与挺柱 间主要失效形式是磨 损 ，因接触
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
凸轮 与 摇 臂 滚 子 间 油 膜 厚 度 可 由德 国 Ｈｏ ｌ ｌ ａ ｎ ｄ
一 ． 宕 ） ／
２ １
３
则气 门弹簧在近轴线内侧某点处最大 剪应力为 ：
１
器 ．
教授提出油膜厚度变化的计算公式进行推算Ｈ ：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｃ ｄ ｓ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｉ ｍｏ ｅ ｃ ｎ ｃ ｒｅ ｔ ｅ ｅ ｔｔ ｅ ｍｏ ｉｎ ｌｗ ａ ｄ ｄ ｎ ｍｉ ｅ ａ ａ ｔｒｓ ｏ ｅ ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｓ ｄ ｌ ａ ｏ ｒ ｃｌ ｒ ｆ ｃ ｈ ｔ ａ ｎ ｙ ａ ｃ ｈ ｒ ｅｅ ｉ－ ｓ ｙ ｌ ｏ
动和噪声 。随着工作转速的提高 ， 配气机 构的工
作 条件变 得 更 为 恶 劣 ， 其 动 力 性 能 提 出 了更 高 对 的要 求 ， 因此 ， 用 动 力 学 计 算 法 设 计 配 气 机 构 ， 运
模型等。单质量模型着重研究气 门的运动 ， 本文
建立 了单 质量 模型 ， 析 动力 学 微 分方 程 ， 过 编 分 通 程计 算 ， 获得 排气 门 的升程 曲线 、 度 曲线 和 加 速 速
单质 量模 型及 动 力学微 分方程 。通 过 编程 计 算 ， 获得 某发 动 机排 气 门的 气 门升 程 、 度和 加 速 速 度 曲线 。 由分析 结 果可 以看 到 ： 动 力 学模 型 能够 正 确 反 映 配 气机 构 的运 动 规 律 和 动 力 学特 该
性， 简单 实用 ， 于理 论 分析 。 便 关 键 词： 配气机 构 ； 气 门 ； 力学分 析 排 动
中图分 类号 ：４２ １ Ｕ ６ ．
文献标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ：６ ４—８２ （００ ０ ０ １ ０ １７ ４ ５ ２ １ ）８— ０７— ４
Ｃｏ ｐ ｔ ｔｏ ｌＡｎａｙ ｉ ｆＤｙ ｍ ｉ ｏ ｌｏ ｍ ｕ ａ ｉ ｎａ ｌ ｓｓｏ ｎａ ｃ Ｍ ｄｅ ｆＥｎｇｎｅ Ｖａｖ ａ ｎ ｉ ｌ ｅ Ｔｒ ｉ
度 曲线 。
对于近代高速汽车发动机来说尤为必要 。针对配
收稿 日期 ：０ ９—１ ２ ２０ １— ８ 作者简介 ： 林平 （９ ６ ）福 建闽侯人 ， １５一 ， 高级工程师 ， 主要从事发动机性能检测 、 分析与 故障诊断研究 。
１ ８
重 庆 理 工 大 学 学 报
微分 方程 ， 给出初 始条 件 。 并
Ａｕ ． ２ ０ ｇ ０１
发 动 机 配气 机构 的动 力 学模 型及 计 算 分 析
林系 ， 福州 ３００ ） ５０ ７
摘
要 ： 据排 气 门的运 动规律 及 相应 的 受力 情 况 ， 用动 力 学分 析 方 法 建立 了配 气机 构 根 运
内燃 机 既 要 求 配 气 机 构 具 有 良好 的 充 气 性 能， 又要 求其 工 作 平 稳 可靠 ， 生 较 小 的 冲击 、 产 振
气 机构 的设 计 ， 目前 已经 提 出 了 多种 动力 学 模 型 ，
如 单质 量模 型 、 二质 量 模 型 、 质 量 模 型 、 限元 多 有
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｍｏｉ ｎ ｌ ｗ ｎｄ ｆ ｒ ｅ ｃ ｎ ｔｏ ｓｏ ｘ ａ ｓ ａｖ ｆａ ｎ ｉ ｅ，ａ ｄ ｎ ｍｉ — ｔａ ｔ ｓ ｄ ｏ ｈ ｔｏ ａ ａ ｏ ｃ ｏ ｄｉ ｎ ｆｅ ｈ ｕ ｔｖ ｌｅ ｏ ｎ ｅ ｇ ｎ ｉ ｙ ａ ｃａ ｎ ｌ ｓｓ ｍｅ ｈ ｄ ｉ ｓ ｄ ｔ ｂ ａｎ ｔ ｅ ｓｎ ｌ — ｓ ｙ ｍｉ ｄ ｌｏ ａｖ ｒ ｉ ｔ ｔ ｙ ａ ｃ ｄ ｆ ａｙ ｉ ｔ ｏ ｓｕ ｅ ｏ ｏ ｔｉ ｈ ｉ ｇｅ ｍａ ｓｄ ｎａ ｃ ｍｏ ｅ ｆｔ ｖ ｌ ｅ ｔａｎ ｗｉｈ ｉｓｄ ｎ ｍｉ ｉ－ ｈｅ ｆ ｒ ｎ ｉｌｅ ｕａｉｎｓ ｅ ｅ ｔ ｑ ｔｏ ．Ｔｈ ａ ｖ Ｓ ｄｓ ｌ ｃ ｍｅ ｔ ｅｏ ｉ ｎ ｃ ｅｅ ａ ｉｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｅ ｇ ｔｅ ｙ ｃ ｍｐｕｅ ａ ｅ ｖ ｌｅ’ ｉｐ ａ ｅ ｎ ，ｖ ｌ ｃｔ ａ ｄ ａ ｃ ｌｒ ｔｏ ｕ ｖ ｒ ｏｔｎ ｂ ｏ ｙ ｔｒ
ｔｃ ｆｔ ｅ ｖ ｌ ｅ ｔａｎ，ｉ ｉ ｅ ａ ｄ ｐ ａ ｔｃ ｌａ ｄ ｃ ｎ ｅ ｉｎ ｏ ｈ ｏ ｅｉ ａ ｎ ｌｓｓ ｉ ｓｏ ｈ ａｖ ｒ ｉ ｓ ｓｍｐｌ ｎ ｒ ｃｉａ ｎ ｏ ｖ ｎ ｅ ｔｆｒｔ ｅ ｒｔｃ ｌａ ａ ｙ ｉ． Ｋｅ ｒ ｓ： ａ ｖ ｒ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｖ ｌｅ ｔａｎ；ｅ ｈａ ｓ ａｖ ｘ ｕ ｔｖ ｌｅ；ｄ ｎ ｍｉｓ ａ ａ ｙ ｉ ｙ ａ ｃ ｎ ｌｓｓ
１ 配气机构 动力学微 分方程
１ １ 物 理模 型 的建立 ．
假设 作 用在 集 中质 量 上 的外 力 之 和 为 Ｆ，
显然 应有
Ｍ
￣ ＝Ｍｗ ｉ ｚ Ｚ ａ
（） ２
配 气机 构 的结 构形 式 多 种 多 样 ， 文 研 究 的 本 发 动机 为 四冲程发 动 机 ， 用 顶 置式 配 气 机构 ， 采 将 配 气机 构作 必 要 的 简 化 ， 化 物 理 模 型 必 须 选 择 简 恰 当 ， 能 获 得 可 靠 的 计 算 结 果 。本 文 将 配 气 机 才 构看 作是 由一组 无质 量 的 弹簧 和集 中质 量相 互 联 系组 成 的系统 ， 把挺 柱一 侧 的 构件 质 量 和 刚度 ， 按 位能 和动 能相等 的条 件 转换 到 气 门一 侧 。建 立 的 配气 机构单 质量模 型如 图 １所示 。 式 中 ： 为集 中质量 ； 凸轮旋转 角加 速 度 ； 为 口为
第２ ４卷
Ｖｏ ＿ ｌ２４
第 ８期
Ｎｏ ８ ．
重 庆 理 工 大 学 学 报 （自然科 学）
Ｊｕｎｌ ｆ ｈｎ ｑｎ ｎｖｒｉ ｆ ｅｈｏｏｙ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃ ） ｏ ｒａ ｏ ｏｇｉｇＵ ｉ ｓｙｏ Ｔ ｃｎｌｇ（ ａ ｒｌ ｃｅ ｅ Ｃ ｅ ｔ ｕ ｎ
２１ ０ ０年 ８月
Ｌ Ｎ ｎ Ｉ Ｐｉ ｇ
（ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｔｍｏｉｅＥ ｇｎ ｅｉｇ＆ Ｃｏ ｓ ｕ ｔ ｎ Ｍａ ｈｎ ｒ Ｄｅ ａｔ ｎ ｆＡｕｏ ｔ ｎ ｉｅ ｒ ｖ ｎ ｎ ｔ ｃｉ ｃ ｉｅｙ． ｒ ｏ
Ｆｊ ｎＣ ｍ ｎｃｔｎ ｅｈ ｏ ｇ ｏ ｅｅ Ｆ ｚｏ ５０ ７ ｈ ａ ｕｉ ｏ ｍｕ ｉ ｉ ｓ ｃｎ ｌ Ｃ ｌ ｇ ， ｕｈｕ３ ０ ０ ，Ｃ ｉ ） ａ ａｏ Ｔ ｏ ｙ ｌ ｎ