發(fā)布時間：2018-03-23 11:19

  本文選題：正時齒形鏈　切入點：多體動力學　出處：《上海交通大學》2015年碩士論文

【摘要】：齒形鏈因其結(jié)構緊湊、傳遞功率高、可靠性與耐磨性能好,正成為發(fā)動機正時機構主流解決方案。然而隨著發(fā)動機技術的發(fā)展,齒形鏈張力隨著驅(qū)動負載不斷增加而加大,鏈條張力是滿足其與發(fā)動機全壽命的關鍵因素,但因鏈系統(tǒng)軌跡的不規(guī)則性,通過應變方法測量昂貴、可靠性差和耗時長等因素制約了國產(chǎn)齒形鏈的應用。本文基于Matlab建立正時鏈系統(tǒng)仿真模型,通過對比實驗和仿真模型張緊器的動態(tài)特性驗證仿真模型的正確性,再通過仿真模型計算的方法得到鏈條張力。首先,建立鏈系統(tǒng)幾何模型。基于正時齒形鏈系統(tǒng)總體設計方法,對某雙頂置凸輪軸發(fā)動機鏈系統(tǒng)進行布局設計,其各零部件經(jīng)過簡化后,利用布局設計得到幾何位置,在Matlab實現(xiàn)幾何建模。其次,建立鏈系統(tǒng)動力學模型及其求解程序。運用多體動力學理論,分析正時鏈系統(tǒng)各零部件的動力學模型,并首次引入曲軸扭振運動學模型及齒形鏈彈性動力學模型,使得正時系統(tǒng)動力學模型更接近實際工況；采用現(xiàn)代接觸動力學原理,設計正時系統(tǒng)接觸搜索策略及建立接觸力算法模型；基于龍格-庫塔數(shù)值積分方法設計仿真動力學求解程序。最后,分別通過求解仿真模型和實驗方法得到張緊器活塞的運動量和活塞受力,通過對比驗證虛擬仿真樣機。利用該仿真模型研究不同張緊器泄漏量下,鏈條張力和活塞運動量的變化,為正確選擇張緊器泄漏量提供指導。本文通過實驗和仿真相結(jié)合的方法求解鏈條張力,仿真模型首次考慮曲軸扭振和齒形鏈彈性變形,并實驗驗證仿真模型可真實反映發(fā)動機實際工況,為國產(chǎn)齒形鏈在發(fā)動機正時系統(tǒng)的應用提供切實可行方法。
[Abstract]:Because of its compact structure, high transmission power, good reliability and wear resistance, toothed chain is becoming the mainstream solution of timing mechanism of engine. However, with the development of engine technology, the tension of tooth chain increases with the increasing of driving load. Chain tension is the key factor to satisfy the whole life of the engine, but because of the irregularity of the chain system trajectory, it is expensive to measure by strain method. The application of domestic toothed chain is restricted by the factors of poor reliability and long time consuming. In this paper, the simulation model of timing chain system is established based on Matlab, and the correctness of the simulation model is verified by comparing the dynamic characteristics of the model tensioner with that of the simulation model. Then the chain tension is obtained by the method of simulation model calculation. Firstly, the geometric model of chain system is established. Based on the overall design method of timing gear chain system, the layout design of a double-top camshaft engine chain system is carried out. After simplifying the parts, the geometric position is obtained by the layout design, and the geometric modeling is realized in Matlab. Secondly, the chain system dynamics model and its solving program are established, and the multi-body dynamics theory is used. This paper analyzes the dynamic model of each part of timing chain system, and introduces the kinematics model of torsional vibration of crankshaft and the elastic dynamic model of tooth chain for the first time, which makes the dynamic model of timing system more close to the actual working condition. Design contact search strategy and establish contact force algorithm model of timing system, design simulation dynamic solution program based on Runge-Kutta numerical integration method. The motion of the tensioner piston and the piston force are obtained by solving the simulation model and the experimental method respectively. The virtual simulation prototype is compared and verified. The simulation model is used to study the leakage rate of different tensioners. The variation of chain tension and piston movement provides guidance for the correct selection of tensioner leakage. In this paper, the chain tension is solved by the combination of experiment and simulation. The torsional vibration of crankshaft and elastic deformation of tooth chain are considered in the simulation model for the first time. The simulation model can truly reflect the actual working conditions of the engine and provide a feasible method for the application of domestic toothed chain in the engine timing system.
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK403

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本文編號：1653234