Совершенствование математической модели динамики и снижение нагруженности механизма газораспределения ДВС

• Автор: Сидоров, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 106 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Анализ влияния динамики МЕР на его нагруженность, работоспособность и надежность
1.2 Динамические модели МГР поршневого двигателя
1.3 Влияние закона движения толкателя на динамику МГР ДВС
1.4 Основные цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ МГР НА ОСНОВЕ
ОБОБЩЁННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ С УЧЕТОМ
ПЕРЕМЕННОСТИ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЗМА
2.1 Разработка методики моделирования динамики рычажного клапанного привода с учетом смещения точки контакта по рычагу
2.2 Моделирование динамики МГР автомобильного двигателя. Определение структуры и идентификация модели по экспериментальным данным
2.3 Влияние смещения точки контакта по рычагу на динамику МГР. Оценка адекватности математической модели динамики МГР
2.4 Результаты и выводы
ГЛАВА 3. МЕТОД ПОШАГОВОГО ЧИСЛЕННОГО СИНТЕЗА ЗАКОНА ДВИЖЕНИЯ ТОЛКАТЕЛЯ С УЧАСТКОМ ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТИ
3.1 Постановка задачи, система ограничений, алгоритм метода
3.2 Влияние на закон перемещения толкателя ограничения его первой производной
3.3 Влияние закона движения толкателя с участком постоянной скорости на нагруженность и динамику МГР
3.4 Результаты и выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МГР
4Л Задачи и методика проведения эксперимента
4.2 Описание экспериментальной установки
4.3 Измерение усилия в приводе клапана МГР
4.4. Обработка результатов экспериментального исследования
4.5 Оценка воспроизводимости эксперимента
4.6 Результаты и выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Механизм газораспределения (МГР) является одним из наиболее ответственных и нагруженных устройств двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Разработка конструкции клапанного механизма ДВС и оценка его на-груженности представляет собой сложную задачу в связи с работой его при постоянно изменяющихся скоростных и нагрузочных режимах. Кроме того, наличие упругих звеньев в кинематической цепи привода, деформирующихся при передаче движения клапану, а также переменный характер их нагружения способствуют искажению закона движения клапана, что может привести к ухудшению протекания процессов газообмена.
Для определения работоспособности и нагруженности МГР широко используется математическое моделирование его динамики. Это позволяет с минимальными затратами времени и средств выбирать оптимальные значения конструктивных, технологических параметров и характеристик МГР при его проектировании и доводке. Однако существующие математические модели не в полной мере отражают особенности работы ряда клапанных механизмов, в частности переменность их параметров. Это приводит к снижению адекватности моделей и точности получаемых результатов.
Одним из резервов снижения нагруженности МГР является совершенствование закона движения толкателя, задаваемого профилем кулачка. Следует отметить, что, несмотря на многообразие существующих методов профилирования кулачков МГР, исследователями не уделялось внимание ограничению максимальной скорости толкателя, от которой в ряде случаев зависят угол давления и усилие в контакте. Все сказанное выше определяет актуальность выполненных исследований.
Основные научные результаты диссертации, выносимые на защиту:
1) Разработан метод моделирования динамики МГР, учитывающий переменности жесткости привода по углу поворота кулачка.
2) С использованием предложенного метода выявлено существенное влияние на динамику привода смещения по рычажному толкателю точки его

Рис. 2.22. Сила в клапанном приводе при нулевом зазоре в механизме при п= 2068 об/мин: 1 — расчет с учётом смещения точки контакта по рычагу; 2 - расчет без учёта смещения точки контакта по рычагу
Рис. 2.23. Сила в клапанном приводе при зазоре в механизме 0,15 мм при п= 2081 об/мин:1 - расчет с учётом смещения точки контакта по рычагу; 2 - расчет без учёта смещения точки контакта по рычагу; 3 - эксперимент