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基于Adams/engine模块曲轴连杆机构多体动力学仿真
朱坚 孙卫明 李丽婷
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1 引言
ADAMS/Engine Basic 为发动机基础模块，主要包含最低逼真度水平的发动机建模单元，可以使用户快速地建立发动机模型并估计发动机悬置所受载荷。可用于建立概念级的子系统（例如曲轴连杆机构、配气机构），该子系统可以由其它的模块生成。该方法的优点在于可以考虑来自其它子系统的真实激励，从而使用户集中精力考虑感兴趣的子系统。与所有子系统都以高逼真度水平建立的模型相比，这种模型要小一些而运行速度更快。
本文使用ADAMS/Engine Basic模块对一台12缸V型柴油机的曲轴连杆机构进行了多体动力学分析。
2 模型建构
在ADAMS/Engine模块中对Crantrain的全局变量进行定义，主要包括曲轴、连杆、活塞、活塞销、平衡重的主要结构尺寸及点火正时等参数，然后通过曲轴连杆机构导航初步生成完整曲轴连杆机构，如图1所示。模型自动定义了曲柄连杆机构的运动学特性及相互运动关系。

（图片）

图1 曲轴连杆机构多体动力学模型

对初步建立的模型进行细微调整，如质量系、各部件尺寸与实际的差别，同时加载气体压力，图2所示为该发动机缸内压力曲线，对输入的压力模型会自动根据点火正时来调整各缸爆发压力点。

（图片）

图2 缸内压力曲线

3 仿真结果
图3～图6计算分析了曲轴加速度、第一档主轴颈合力、第一档轴承H向合力及第一档轴承V向合力。从计算结果上看，该柴油机曲轴角速度呈正弦曲线变化，并且柴油机每运转一个循环，曲轴转速经历12个周期的变化。第一档主轴颈合力、第一档轴承H向合力及第一档轴承V向合力最大受力点均在第一缸爆发压力点附近。

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图3 曲轴角速度变化曲线图

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图4 第一档主轴颈合力

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图5 第一档轴承H向合力

（图片）

图6 第一档轴承V向合力

4 结论
本文通过使用ADAMS/Engine Basic模块对12缸V型柴油机的曲轴连杆机构进行了多体动力学分析，分析了曲轴加速度、第一档主轴颈合力、第一档轴承H向合力及第一档轴承V向合力，仿真结果较为理想，能很好地用于指导设计。 4/16/2010

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