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基于参变量扫值和正交设计的柴油机配气机构凸轮型线优化设计
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作者 武建德 谢荣 +2 位作者 张忠伟 杨志浩 赵俊生 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期39-47,共9页
建立了12V150高功率密度柴油机凸轮轴全阀系动力学模型,以跃度(配气机构运动学指标)、接触应力(动力学指标)、润滑系数(流体动力润滑特性指标)作为优化目标,选取第二分段宽度、第六分段幅值和第二分段幅值作为对称式六分段凸轮加速度型... 建立了12V150高功率密度柴油机凸轮轴全阀系动力学模型,以跃度(配气机构运动学指标)、接触应力(动力学指标)、润滑系数(流体动力润滑特性指标)作为优化目标,选取第二分段宽度、第六分段幅值和第二分段幅值作为对称式六分段凸轮加速度型线的关键设计参数,通过参变量扫值和正交试验设计进行了极差分析和方差分析,完成了对称式六分段凸轮加速度型线设计中关键参数的多目标优化。结果表明,第二分段宽度对凸轮接触应力最大值及润滑系数最大值影响高度显著,第二分段宽度和第二分段幅值对跃度最大值影响高度显著。接触应力最大值与润滑系数最大值可作为主要权衡目标进行优化,而跃度最大值可由第二分段幅值进行有效调节。 展开更多
关键词 配气机构 凸轮型线 正交设计 参变量扫值 多目标优化
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基于三次样条插值法的凸轮型线误差算法研究
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作者 吴云帆 张仕明 +1 位作者 吴玉国 时礼平 《制造业自动化》 北大核心 2023年第10期66-70,共5页
针对三坐标测量机在检测凸轮型线时数据处理困难的问题,提出了一种基于三次样条插值法的凸轮轮廓误差算法。以凸轮理论升程数据为基础,采用三次样条插值法处理升程数据后得到其拟合曲线,相较于传统的最小二乘法精度更高,边缘处的误差更... 针对三坐标测量机在检测凸轮型线时数据处理困难的问题,提出了一种基于三次样条插值法的凸轮轮廓误差算法。以凸轮理论升程数据为基础,采用三次样条插值法处理升程数据后得到其拟合曲线,相较于传统的最小二乘法精度更高,边缘处的误差更小。在得到原始的测量数据后,结合三次样条的边界条件和求解方法,完成算法程序编写和数值实验的验证。结果表明:针对凸轮轮廓的位点数据,以三次样条插值法为核心构筑的算法能够有效地计算出凸轮型线的误差,同时完成误差判定。 展开更多
关键词 凸轮型线 三次样条插值法 凸轮轮廓误差算法
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低噪声重型柴油机配气机构凸轮型线优化设计
3
作者 孟丽 姚敏 张志鹏 《内燃机与配件》 2023年第13期36-39,共4页
凸轮型线设计对发动机性能及可靠性至关重要。针对某重型柴油机整机噪声大,测试表明其配气机构产生的机械噪声贡献量比较大,为降低配气机构噪声对其凸轮型线进行优化设计和动力学计算分析,仿真结果显示优化型线后凸轮与从动件最大接触... 凸轮型线设计对发动机性能及可靠性至关重要。针对某重型柴油机整机噪声大,测试表明其配气机构产生的机械噪声贡献量比较大,为降低配气机构噪声对其凸轮型线进行优化设计和动力学计算分析,仿真结果显示优化型线后凸轮与从动件最大接触力降低约20%,凸轮扭矩峰值降低约30%。通过噪声试验验证,优化凸轮型线后发动机外特性噪声降低1.5~2.5dBA,整机降噪效果明显。 展开更多
关键词 配气机构 动力学 凸轮型线 NVH
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米勒循环混动专用发动机凸轮型线优化设计
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作者 韦善景 阙爱华 +1 位作者 李露露 梅夏 《汽车实用技术》 2023年第19期92-97,共6页
为了改善发动机噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能和配气机构耐久性能,应用GT-POWER软件对米勒循环混动专用发动机的凸轮型线进行选型仿真,并利用Ricardo VALDYN软件对配气机构单阀系的运动学和动力学进行分析,研究凸轮型线各项参数对配... 为了改善发动机噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能和配气机构耐久性能,应用GT-POWER软件对米勒循环混动专用发动机的凸轮型线进行选型仿真,并利用Ricardo VALDYN软件对配气机构单阀系的运动学和动力学进行分析,研究凸轮型线各项参数对配气机构运动过程的影响,并对凸轮型线进行优化。优化凸轮型线后仿真结果如:弹簧中心点振动位移为1.28 mm、凸桃与挺柱间接触应力为695 MPa、凸桃与挺柱接触线偏心量为12.5 mm。研究结果表明,增加凸轮型线正加速度跨度(θ_(1)+θ_(2)+θ_(3)),弹簧中心点振动位移减小;减小θ_(1)跨度,凸桃与挺柱间接触应力减小;增大凸轮型线等速区域跨度θ_(4),凸桃与挺柱接触线偏心量减小。 展开更多
关键词 混动专用发动机 凸轮型线 NVH性能 配气机构
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几种非对称凸轮型线在下置式凸轮轴高速柴油机中的设计研究 被引量:13
5
作者 叶慧飞 郝志勇 +3 位作者 郭磊 景国玺 王玉兴 苗瑞刚 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期25-29,34,共6页
在某下置式凸轮轴高速柴油机的基础上,采用多项动力、分段加速度及多项动力-分段加速度三种方法拟合非对称凸轮型线。通过双质量的运动学模型计算出凸轮型线的速度和位移曲线,并比较了丰满系数、跃度及凸轮挺柱间的最大接触应力特性,确... 在某下置式凸轮轴高速柴油机的基础上,采用多项动力、分段加速度及多项动力-分段加速度三种方法拟合非对称凸轮型线。通过双质量的运动学模型计算出凸轮型线的速度和位移曲线,并比较了丰满系数、跃度及凸轮挺柱间的最大接触应力特性,确定了型线优化的最终方案。在基于多自由度的动力学模型下,从气门落座力、凸轮挺柱接触应力、气门加速度、气门速度及位移等方面,比较原型线与优化型线的差异,结果证明优化后的凸轮型线在以上各个方面都得到改善。 展开更多
关键词 内燃机 柴油机 多项动力 分段加速度 凸轮型线 运动学 动力学
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电控单体泵燃油系统凸轮型线优化研究 被引量:16
6
作者 仇滔 刘兴华 +1 位作者 刘福水 于蕾 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期476-479,共4页
采用传统切线凸轮和等速凸轮的电控单体泵燃油系统的供油速度随供油持续角度的增加而不断增加或保持不变,随着喷射持续期的延长,供油的最高峰值压力将不断增加,这会导致系统机械负荷增大,凸轮疲劳磨损加剧;针对这一问题,提出了通过凸轮... 采用传统切线凸轮和等速凸轮的电控单体泵燃油系统的供油速度随供油持续角度的增加而不断增加或保持不变,随着喷射持续期的延长,供油的最高峰值压力将不断增加,这会导致系统机械负荷增大,凸轮疲劳磨损加剧;针对这一问题,提出了通过凸轮型线设计实现供油和喷油的流量平衡,从而实现随持续期增加供油压力不变即等压供油的方式;建立了电控单体泵燃油系统的数学模型;理论分析了实现等压供油的凸轮型线设计准则;设计了一台发动机的降速凸轮型线,采用AMESim仿真软件进行仿真计算,并进行了油泵试验。试验结果表明:采用设计的降速凸轮型线可以实现大流量下的等压供油规律,缩短了喷油持续期,提高了平均有效供油压力。 展开更多
关键词 柴油机 电控单体泵(EUP) 凸轮型线 优化
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高次多项式凸轮型线特性参数对配气机构性能影响的研究 被引量:28
7
作者 郭磊 褚超美 陈家琪 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期20-23,共4页
通过对EQ368发动机顶置凸轮配气机构的仿真计算,得到高次多项式凸轮型线的项数、幂指数、方次等特性参数的变化对凸轮型线和气门运动的影响规律,为发动机凸轮型线设计方案的确定提供了依据。
关键词 内燃机 配气机构 高次多项式 凸轮型线
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高次多项式非对称高速车用柴油机配气凸轮型线设计 被引量:8
8
作者 付光琦 高文志 +4 位作者 康秀玲 祖炳锋 徐玉梁 唐良才 郭凌崧 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期26-28,共3页
推导了高次多项式非对称凸轮型线的解析式 ,编制了凸轮型线设计程序 ,并以某一车用柴油机顶置凸轮轴为例进行了非对称凸轮型线设计。计算结果表明 :采用非对称凸轮型线不仅可以保持较高的丰满系数 ,而且可以使凸轮下降段升程曲线变化更... 推导了高次多项式非对称凸轮型线的解析式 ,编制了凸轮型线设计程序 ,并以某一车用柴油机顶置凸轮轴为例进行了非对称凸轮型线设计。计算结果表明 :采用非对称凸轮型线不仅可以保持较高的丰满系数 ,而且可以使凸轮下降段升程曲线变化更平缓 ,同时降低气门的落座速度和落座加速度。气门下降段的速度最大值和加速度最大值明显降低。 展开更多
关键词 车用柴油机 高次多项式 配气机构 非对称凸轮型线设计
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基于内部EGR率控制的柴油机排气凸轮型线仿真设计研究 被引量:10
9
作者 褚超美 高超 李虎强 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期44-47,共4页
以某6缸增压柴油机为研究对象,运用GT-Power仿真分析软件,在目标发动机2 200r/min和1 800r/min常用工况转速下,分析了内部热EGR率对NOx、PM、CO排放量的影响,研究得出了重型车用柴油机内部EGR率的最佳控制范围在10%左右。在此基础上,进... 以某6缸增压柴油机为研究对象,运用GT-Power仿真分析软件,在目标发动机2 200r/min和1 800r/min常用工况转速下,分析了内部热EGR率对NOx、PM、CO排放量的影响,研究得出了重型车用柴油机内部EGR率的最佳控制范围在10%左右。在此基础上,进行了二次排气凸轮开启相位对内部EGR率控制效果的仿真分析,总结出了二次开启排气凸轮的相位、升程、包角等特性参数对柴油机功率、燃油消耗率及EGR率的影响规律。最终确立了能够进行二次开启的、具有内部EGR功能的排气门凸轮设计方案,建立了排气凸轮基本型线的数学模型。针对目标样机开展了型线特性参数对燃油消耗率、功率及EGR率的影响分析。 展开更多
关键词 内燃机 柴油机 内部EGR 凸轮型线 排放
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几种分段组合式凸轮型线之比较 被引量:10
10
作者 陆际清 李艳东 许昕 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期309-315,共7页
本文对同一发动机的凸轮轴下置式气门机构分别用4种类型的分段组合式凸轮型线和1种整段高次6项式凸轮型线进行了优化设计;在各种型线的参数都已优化的基础上比较了它们的特性,包括机构不发生动力学异常的转速上限、凸轮一挺柱副最... 本文对同一发动机的凸轮轴下置式气门机构分别用4种类型的分段组合式凸轮型线和1种整段高次6项式凸轮型线进行了优化设计;在各种型线的参数都已优化的基础上比较了它们的特性,包括机构不发生动力学异常的转速上限、凸轮一挺柱副最大接触应力、挺柱工作升程图丰满系数和凸轮的润滑特性数;由此得出了较为全面的评价。 展开更多
关键词 凸轮型线 组合式 发动机 凸轮 气门
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汽油机凸轮型线改进设计 被引量:12
11
作者 杨靖 冯仁华 +1 位作者 邓帮林 樊明明 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期21-26,共6页
应用配气机构模拟计算软件AVL-TYCON对国内某四缸汽油机配气机构进行运动学、动力学分析.结果显示,原机配气机构存在的进、排气门升程丰满系数较低,进排气凸轮与挺柱间的最大接触应力大等不足.本文根据其不足之处,通过重新设计进、排气... 应用配气机构模拟计算软件AVL-TYCON对国内某四缸汽油机配气机构进行运动学、动力学分析.结果显示,原机配气机构存在的进、排气门升程丰满系数较低,进排气凸轮与挺柱间的最大接触应力大等不足.本文根据其不足之处,通过重新设计进、排气凸轮型线,解决了原机配气机构存在的问题,提高了配气机构的可靠性和寿命,而且提高了充气效率和发动机整机性能. 展开更多
关键词 汽油机 配气机构 凸轮型线
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顶置凸轮轴凸轮型线的优化设计 被引量:10
12
作者 廖祥兵 王军 张立军 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期588-592,共5页
以顶置凸轮轴 (摇臂驱动气门 )的凸轮为研究对象 ,在运动学、动力学计算的基础上 ,选用 5项式高次方凸轮型线 ,将平稳可靠作为约束条件 ,丰满系数作为目标函数 ,并采用极小网格法的优化设计方法设计凸轮。用该方法设计的配气凸轮 ,丰满... 以顶置凸轮轴 (摇臂驱动气门 )的凸轮为研究对象 ,在运动学、动力学计算的基础上 ,选用 5项式高次方凸轮型线 ,将平稳可靠作为约束条件 ,丰满系数作为目标函数 ,并采用极小网格法的优化设计方法设计凸轮。用该方法设计的配气凸轮 ,丰满系数较高 ,在内燃机全部工作转速范围内 ,配气机构不会发生飞脱和气门落座反跳现象。 展开更多
关键词 顶置凸轮 凸轮型线 优化设计 摇壁驱动气门 内燃机
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避碰组合多项式凸轮型线及其优化设计 被引量:8
13
作者 龙连春 马照松 +2 位作者 胡丽萍 张国刚 隋允康 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期171-175,共5页
构造了一种避碰组合多项式凸轮型线 ,可适应内燃机高压缩比、小余隙容积和配气凸轮较大时面值的要求。给出了型线的设计方法。在三自由度模型动力分析的基础上 ,建立了以凸轮型线时面值为目标函数、以机构动力性能及强度等为约束条件的... 构造了一种避碰组合多项式凸轮型线 ,可适应内燃机高压缩比、小余隙容积和配气凸轮较大时面值的要求。给出了型线的设计方法。在三自由度模型动力分析的基础上 ,建立了以凸轮型线时面值为目标函数、以机构动力性能及强度等为约束条件的动态优化设计模型。数值算例表明 ,该型线在保证机构充气性能和动力性能的同时 ,避碰效果非常明显 ,有利于在结构许可的范围内减小余隙容积 。 展开更多
关键词 柴油机 配气机构 凸轮型线 避碰 动力分析 优化设计 增压机 三自由度
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以功率为目标的汽油机凸轮型线优化研究 被引量:8
14
作者 崔毅 宋义忠 +1 位作者 戴正兴 邓康耀 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期21-24,共4页
建立了基于GT-POWER的车用高速汽油机性能仿真模型,并结合单纯形优化算法,建立了七次多项式动力凸轮的优化设计模型。对进排气凸轮型线控制参数、正时、包角、升程等18个设计变量进行了以功率最大化为目标的综合优化设计。建立了双顶置... 建立了基于GT-POWER的车用高速汽油机性能仿真模型,并结合单纯形优化算法,建立了七次多项式动力凸轮的优化设计模型。对进排气凸轮型线控制参数、正时、包角、升程等18个设计变量进行了以功率最大化为目标的综合优化设计。建立了双顶置凸轮轴配气机构多体动力学模型,对优化的进排气凸轮进行配气机构动力学性能评估。计算与试验均表明:通过凸轮型线、配气相位及升程的优化设计,原机功率可以提高4.5%左右。计算表明:进气门凸轮接触应力波动小于原机,排气门的动力学性能与原机相当,台架试验也证明了优化后的配气机构动力学性能是可靠的,并已应用于改进机型批量生产。 展开更多
关键词 内燃机 汽油机 凸轮型线 配气机构 优化设计 配气相位 升程
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凸轮型线优化模板设计及动力学特性预测 被引量:16
15
作者 郝志勇 彭禹 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期912-916,共5页
基于Pro/E平台的特征参数化技术和行为建模技术 ,开发了高次多项式凸轮型线优化设计模板 ,并运用该模板 ,对一台高速柴油机四气门双顶置凸轮轴凸轮型线进行了优化计算求解 ;生成了满足最大接触应力和避免飞脱的最大凸轮型线丰满系数的... 基于Pro/E平台的特征参数化技术和行为建模技术 ,开发了高次多项式凸轮型线优化设计模板 ,并运用该模板 ,对一台高速柴油机四气门双顶置凸轮轴凸轮型线进行了优化计算求解 ;生成了满足最大接触应力和避免飞脱的最大凸轮型线丰满系数的图形文件 ;对计算优化的结果 ,运用ADAMS/VIEW软件 ,进行了柔性多体动力学仿真分析 ,并对以往的配气机构的动力学模型进行了改进。 展开更多
关键词 配气机构 凸轮型线 优化设计 模板设计 动力学仿真
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增压柴油机配气相位与凸轮型线的优化 被引量:8
16
作者 雷基林 张学文 +2 位作者 毕玉华 申立中 刘少华 《科学技术与工程》 2010年第32期7920-7925,共6页
针对某增压柴油机原机油耗高和配气机构存在的冲击、反跳问题,结合柴油机性能试验数据,建立了配气机构的运动学和动力学仿真模型,以及工作过程仿真模型。计算优化了原机配气相位和凸轮型线。研究结果表明:通过优化配气相位和凸轮型线,... 针对某增压柴油机原机油耗高和配气机构存在的冲击、反跳问题,结合柴油机性能试验数据,建立了配气机构的运动学和动力学仿真模型,以及工作过程仿真模型。计算优化了原机配气相位和凸轮型线。研究结果表明:通过优化配气相位和凸轮型线,在一定程度上提高了发动机在中高速下的动力性和经济性,改善了原机配气机构运动学与动力学特性,减缓了进、排气门开闭时的加速度冲击,消除了气门落座时的反跳现象。 展开更多
关键词 柴油机 配气相位 凸轮型线 性能 优化
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基于MATLAB的高次多项式凸轮型线优化设计 被引量:11
17
作者 何振俊 李雪峰 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第10期1141-1144,共4页
动力凸轮型线的设计十分重要,以高次多项式凸轮型线为例,在基于丰满系数和磨损设计多目标函数情况下,利用MATLAB及其优化工具箱(optimization toolbox)对目标函数数学模型进行优化求解。应用MATLAB的优化函数提供的强大计算功能,确定了... 动力凸轮型线的设计十分重要,以高次多项式凸轮型线为例,在基于丰满系数和磨损设计多目标函数情况下,利用MATLAB及其优化工具箱(optimization toolbox)对目标函数数学模型进行优化求解。应用MATLAB的优化函数提供的强大计算功能,确定了凸轮型线高次五项式函数中的系数,并能快速找到目标函数的优化值。显著提高了型线优化设计的速度和精度,还可根据实际情况灵活地调整权重系数W1和W2的值的大小,计算方便快捷。在与传统设计方法比较结果表明,经优化设计,提高了动力凸轮的丰满系数,降低了凸轮型线的磨损。 展开更多
关键词 优化设计 MATLAB 高次多项式 凸轮型线
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基于凸轮型线优化的单缸汽油机噪声控制 被引量:3
18
作者 卢炽华 王治文 +3 位作者 郑灏 刘志恩 吴海涛 田伟 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期74-82,共9页
针对某单缸汽油发动机怠速工况异响噪声问题开展了噪声源识别及其控制等相关研究。通过综合应用声品质主观评价、噪声频谱分析及三维声强分析等方法,识别出该异响噪声源为怠速工况配气机构动力学性能异常引起的高频气门落座噪声。为提... 针对某单缸汽油发动机怠速工况异响噪声问题开展了噪声源识别及其控制等相关研究。通过综合应用声品质主观评价、噪声频谱分析及三维声强分析等方法,识别出该异响噪声源为怠速工况配气机构动力学性能异常引起的高频气门落座噪声。为提升配气机构动力学性能,采用6段5阶多项式表征气门升程曲线,并根据运动学关系获得凸轮型线数学表达式,继而采用直接搜索法对凸轮型线进行基于多体动力学模型的优化设计。仿真结果显示,凸轮型线优化后可将影响气门落座噪声的进、排气门弹簧振荡幅值分别削减88%和91%。根据优化方案制作凸轮轴样件,并进行发动机声学试验,发现怠速工况异响噪声消除,整机噪声降低约4.0dB(A)。研究结果表明:通过优化凸轮型线提升配气机构动力学性能可有效提升该单缸汽油发动机声品质。 展开更多
关键词 内燃机 单缸发动机 噪声控制 凸轮型线 配气机构 优化设计
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基于AVL/TYCON的非对称凸轮型线设计研究 被引量:4
19
作者 张健 张翠平 +2 位作者 孙力平 药志英 吕秀斌 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第11期77-79,共3页
利用配气机构模拟计算软件AVL/TYCON,在国内某具有液压挺柱的四缸汽油机的基础上,采用多项动力加速度函数、分段加速度函数和多项动力一分段加速度函数三种函数方法拟合非对称凸轮型线。将配有液压挺柱的配气机构当量成单质量运动模型,... 利用配气机构模拟计算软件AVL/TYCON,在国内某具有液压挺柱的四缸汽油机的基础上,采用多项动力加速度函数、分段加速度函数和多项动力一分段加速度函数三种函数方法拟合非对称凸轮型线。将配有液压挺柱的配气机构当量成单质量运动模型,并结合其他参数,应用AVL软件模块建立AVL运动学模型,通过该模型计算出凸轮型线的位移和速度,并分析对比不同凸轮型线的丰满系数、跃度以及凸轮和液压挺住的最大接触应力。最后,建立动力学模型,分析气门和气门座的耐久性。 展开更多
关键词 液压挺柱 汽油机 非对称凸轮型线 配气机构 运动学模 动力学模
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多体系统动力学在配气凸轮型线改进设计中的应用 被引量:3
20
作者 覃文洁 廖日东 +1 位作者 左正兴 梁力威 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2002年第2期133-136,共4页
介绍了运用多体系统动力学进行配气机构运动学和动力学特性仿真的方法,并对4102QB发动机的下置式配气机构进行了分析,发现其凸轮型线有待进一步优化.采用4种不同参数的低次分段组合Ⅰ型凸轮型线、两种高次多项式型线和复合摆线设计了7... 介绍了运用多体系统动力学进行配气机构运动学和动力学特性仿真的方法,并对4102QB发动机的下置式配气机构进行了分析,发现其凸轮型线有待进一步优化.采用4种不同参数的低次分段组合Ⅰ型凸轮型线、两种高次多项式型线和复合摆线设计了7种型线,并将其运用于该配气机构的多体系统动力学模型中.通过分析比较,找出了较为理想的凸轮型线. 展开更多
关键词 改进设计 配气机构 凸轮型线 多体系统 动力学 内燃机
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