基于AVL EXCITE TD的凸轮型线仿真优化

在现代发动机开发过程中,CAE软件的应用已经成为降低开发成本和缩短开发周期的主要手段.针对某微小型汽车发动机性能提升的改进工作,利用AVL Excite Timing Drive软件对发动机凸轮轴型线进行优化设计.建立了该发动机的单阀系统模型,在给定的配气机构零件基础上利用多段函数的数学方式优化了凸轮轴的缓冲段和工作段型线.优化后的结果表明,采用梯形函数形式的缓冲段,以及分段函数形式的工作段的凸轮轴型线,既能满足配气机构的动力学和运动学要求,同时达到了提高发动机中低速扭矩的性能目标,有效降低了整机的开发成本和周期.     

配气机构优化设计

在进行一款轿车发动机性能升级中,需要对配气机构进行全新优化设计,以提高发动机最大功率和中低速扭矩。文章利用AVL公司的EXCITE Timing Drive软件建立了配气机构模型,对模型进行了运动学和动力学仿真计算,完成了进排气凸轮型线的优化设计,以及配气机构运动学和动力学的分析和校核。校核结果表明,配气机构组成各零部件完全满足设计要求,通过性能预测和发动机试验证明,该款发动机的性能指标达到了开发目标值的预期。     

摩托车配气机构运动学和动力学模拟分析

根据配气机构运动学和动力学分析,试制了优化凸轮实物,采用优化凸轮进行了发动机对比性能试验和耐久性试验.试验表明,优化凸轮能满足发动机性能要求,发动机耐久试验后,优化凸轮没有出现异常磨损现象,和模拟分析结果一致.     

某重型车辆柴油发动机制动系统开发

介绍了某重型车辆柴油发动机制动系统的开发过程。搭建该发动机制动系统仿真模型,确定制动凸轮型线;通过有限元分析方法保证零部件可靠性;使用软件仿真预测发动机制动性能;专项功能试验表明排气门动态气门升程满足要求;制动性能试验表明其满足开发目标要求;制动耐久试验表明其在专用凸轮制动工作过程中满足可靠性需求;整车道路试验表明脚踩制动踏板次数减少75%,比第1代发动机制动系统减少15%。     

摩托车曲轴系、链传动、阀系动力学模拟分析

应用AVL公司EXCITE软件，对某摩托车发动机扩展的配气机构进行了动力学分析，并建立了从活塞到气门的曲轴系、链传动、阀系的系统模型。通过建模可更清楚地掌握发动机实际动态工作状况；可为发动机整机动力学和发动机振动噪声分析提供更准确的边界条件。     

基于AVL软件的凸轮型线设计优化及发动机性能模拟验证

通过AVL软件中的TD及BOOST模块实现了发动机凸轮型线的设计优化、运动学和动力学计算验证,以及最终的发动机性能结果验证,展示了一种高效快捷的发动机优化设计方法,为发动机设计工作提供了有效依据。     

柴油机结构振动和辐射噪声特性研究

集多体动力学方法、有限元方法、声学边界元方法于一体,对某柴油机结构振动和结构辐射噪声特性系统地开展了数值预测和分析工作。通过模态试验数据修正了发动机各部件及组合结构有限元模型,确保了有限元模型的合理性。由计算所得发动机结构表面的振动速度值和试验值变化趋势一致,在部分频率段吻合较好。基于表面振动速度法通过Matlab编程获得了各部件的声功率级及其排序,能够有效地指导低噪声设计工作。通过有限元和边界元方法分别对不同激励工况下发动机结构振动响应和声学响应进行了预测,通过分析可知,在低频段范围内活塞激励和燃烧激励相对阀系激励对整机辐射噪声的影响大,高频段辐射噪声主要集中在1 700Hz左右频段,其中,阀系激励对该频段范围内辐射噪声的影响较大。     

配气机构凸轮—挺柱接触应力的数值模拟

针对常规理论解法和有限元方法求解凸轮—挺柱之间接触应力简化过多的问题,并考虑凸轮动力学设计要求,应用TYCON软件对某型号发动机建立配气机构多质量动力学模型,对凸轮—挺柱接触应力进行了计算,分析接触应力最大值分布情况以及各因素对其影响,其结果可为凸轮挺柱机构的动力学设计提供依据。     

考虑凸轮轴变形的配气机构动力学分析北大核心

针对单阀系和整阀系动力学计算存在的差异问题,基于多质量动力学理论建立了配气机构动力学模型,对比研究了单阀系和整阀系动力学特性,分析了凸轮轴变形对配气机构动力学的影响,并总结了导致单阀系和整阀系动力学结果差异的具体原因。研究表明,整阀系凸轮轴在各种动力的耦合下发生了扭转和弯曲变形,产生了配气的相位误差,造成了各阀系结果的不均匀,因而在反映配气机构动力学差异问题上整阀系较单阀系更有优势。     

某高速汽油机改LNG发动机动力性下降问题研究

针对直接将汽油机改为LNG发动机导致的动力性下降问题,通过GT-Power与试验标定相结合的方法,提出了一种基于单因素法的高速LNG发动机配气相位优化方法:在降低泵气损失、减少缸内废气、提高充气效率的前提下,减小气门重叠角;针对优化后的配气相位,优化设计凸轮型线;同时根据LNG燃烧特性,在控制最高燃烧温度和压力的前提下,适当将点火提前角增大,合理组织燃烧,使燃烧更加及时完全,从而提高燃烧效率。结果表明,优化后的凸轮型线满足配气机构运动学动力学要求,高速LNG发动机最大功率较之优化前提高约7.9%,最低燃料消耗率降低约5.8%,此方法可以在一定程度上解决LNG发动机的动力性下降问题。     

Atkinson循环发动机配气机构改进分析

基于发动机燃油经济性升级需求,将传统的Otto循环发动机改为阿特金森(Atkinson)循环发动机,其中,配气机构的改进是完成循环改型的关键。对某汽油机配气机构建立模型,并进行运动学和动力学计算分析,进而对凸轮型线进行优化设计,对配气正时进行再设计研究。利用进排气凸轮轴的双VVT机构,在不同转速和负荷下对改型后的发动机进行了双VVT的优化控制设计。台架试验结果表明,发动机成功地完成了Atkinson循环的转换,最低燃油消耗率由原机的250g/(kW·h)降低到232g/(kW·h),且低油耗区向常用发动机工况移动,验证了配气机构设计方法的正确性和有效性。     

MFB2带圆弧段凸轮优化设计

构造了MFB2带圆弧段凸轮型线,该类型线具有大的气门开启时面值。给出了型线的构造和设计方法.在机构动力学分析的基础上,建立了以凸轮型线时面值为目标函数,以气门落座速度、凸轮最大接触应力、凸轮最小曲率半径、气门活塞最小距离等为约束条件的动态优化设计模型。数值算例表明,该型线具有很好的充气性能及较好的动力性能。     

顶置凸轮轴配气机构多体运动学分析与应用

基于多体系统运动学数值原理,对顶置凸轮轴配气机构多体运动学正解计算问题进行了研究;探讨了利用气门升程数据和由各种不同生产检测方法测得的测头位移数据确定凸轮型线的逆解途径;提出了顶置凸轮轴配气机构多体运动学的正-逆联解方法,实现从原理上精确反求凸轮型线。所述研究较好地解决了顶置凸轮轴配气机构在设计、制造和检测过程中产生和派生出来的各种运动学关系问题。     

顶置凸轮配气机构仿真分析

运用多体力学的方法对配气机构进行了动态仿真分析，采用数字多体程序的方法，建立了配气系统的理论模型，进行配气机构的运动学、动力学分析，除了得到气门的升程、速度、加速度外，还考虑了摇壁与气门之间的碰撞，以及摇臂支座的柔性。因此得到气门与摇臂之间的碰撞力，摇壁支座的柔性衬套的受力，气门弹簧力，凸轮轴支座反力，气门座反力及凸轮与摇臂之间的压力角等。为凸轮型线、摇壁形状和整个配气机的设计改进提供了重要依据。     

内部EGR增压中冷柴油机排放性能试验研究

以1台6缸增压柴油机为研究对象,提出了2种能够实现内部EGR的结构设计方案,利用软件建立了仿真模型,根据模拟计算结果确定了在排气凸轮上增加一个小凸轮,使排气门二次开启的试验方案.通过试验研究了内部EGR对柴油机动力性、经济性和排放性能的影响,试验结果表明,内部EGR系统能有效降低气体和PM污染物的排放.     

利用TYCON软件优化摩托车发动机配气凸轮型线

利用TYCON软件设计出来的摩托车发动机配气凸轮,能满足配气凸轮仿形设计的实际要求,是一种有效、可靠、准确度高的设计方法,为配气机构的设计和优化奠定了良好基础,使摩托车发动机具有更好的外特性,不仅功率、转矩得到了提升,还可减小热机噪声.     

非对称式N次谐波顶置凸轮型线设计

给出OHC多气门配气机构常用的线型不对称的一种凸轮设计方法。采用调整系统矩阵的方法,设计出型线不对称的N次谐波凸轮,此设计方法实现了凸轮最高点处加速度保持连续和型线不对称的设计要求,改善了气门的综合性能,提高了发动机的效率。