摘要：本论文采取仿真技术和模拟试验的策略对可变燃烧室(VCC:Variable Combustion Chamber)活塞的动力学特性进行了探讨。提出了新的VCC活塞的技术案例,优化改善了VCC活塞的结构；通过扩充模型库进一步改善了VCC活塞动力学仿真浅析平台；浅析了影响VCC活塞动力学特性的关键制约参数及其它们之间的相互联系；采取VCC活塞的动力学仿真和发动机性能仿真的耦合迭代计算预测了VCC活塞的动态响应特性；浅析了VCC活塞的温度场和热变形对机构预紧力的影响。新的VCC活塞的技术案例和优化设计主要包括有：提出了连杆小端复位凸轮的设计,保证VCC机构能在一个循环内及时复位；完成了支撑盘和限位盘的型线优化设计,进一步提升了VCC活塞的动态响应：改善了VCC机构的预紧方式,能够在不同预紧力的情况下保持预紧位置不变；此外,优化后的VCC活塞的质量减轻和结构更简单。进一步改善了VCC活塞的ADAMS动力学仿真浅析平台,扩充了动力学仿真模型库。主要包括有：1)构建了新技术案例的动力学仿真模型；2)增加了连杆复位凸轮模块；3)增加了活塞整体运动模块；4)增加了连接螺栓结构细节仿真；5)提出和运用了VCC活塞动力学和VCC发动机工作历程相互之间的耦合仿真迭代计算策略。采取耦合仿真浅析了影响VCC活塞动力学特性的制约参数及其它们之间的相互联系。主要的制约参数包括有：预紧力大小和预紧位置、材料参数、接触参数和结构参数等,通过对这些参数的仿真浅析,确定这些参数的取值范围,有助于识别影响VCC活塞动力学特性的关键制约参数。同时还浅析了活塞往复惯性力对VCC机构动态响应的影响。另外还采取热耦合有限元策略浅析了VCC活塞温度场和热变形对VCC机构预紧力的影响。探讨表明：1)所提出的VCC活塞技术案例能够基本满足汽车发动机各种工况对动态响应的要求；2)所提出的VCC活塞动力学和VCC发动机工作历程耦合仿真计算策略能够描述缸内压力和VCC机构位移的相互联系；3)动力学仿真模型库的扩充使仿真模型更加合理和更加完整；4)复位凸轮设计保证了VCC机构能够在一个循环内及时回复；5)支撑盘和限位盘的变角度设计使VCC机构具有更加速捷的动态响应；6)改善后的技术案例使VCC活塞的结构更加简单合理,质量进一步减轻,预紧位置更容易确定：7)VCC技术能够有效改善气缸压力循环波动,其压力波动范围约降低51%。关键词：VCC(可变燃烧室)论文VCR(可变压缩比)论文活塞论文动力学仿真论文动态特性论文
摘要4-6
Abstract6-10
第1章 绪论10-22
1.1. 探讨的背景和作用10-11
1.2. 国内外探讨近况11-17
1.3. 前期探讨17-22
1.3.1. VCR活塞技术案例和结构设计17-18
1.3.2. VCR活塞动力学仿真18-19
1.3.3. VCR活塞的模拟试验19-21
1.3.4. 前期案例有着的不足21-22
第2章 VCC技术案例和VCC活塞结构优化设计22-34
2.1. VCC活塞技术案例22-23
2.2. VCC机构设计计算23-25
2.3. VCC活塞结构优化25-32
2.3.1. VCC活塞和VCC活塞工作原理26-28
2.3.2. 复位凸轮28-29
2.3.3. 限位盘和支撑盘的型线29-31
2.3.4. 预紧方式的改善31-32
2.4. 本章小结32-34
第3章 VCC活塞的动力学仿真34-41
3.1. VCC活塞动力学模型34-37
3.1.1. 模型简化35
3.1.2. 创建部件35-36
3.1.3. 添加约束和接触36
3.1.4. 设定弹簧的参数和外载荷36-37
3.2. 模型库的扩充37-38
3.3. VCC活塞动力学与发动机性能的耦合仿真迭代策略38-40
3.4. 本章小结40-41
第4章 影响VCC活塞动态响应的关键制约参数41-60
4.1. 预紧力41-45
4.2. 弹簧参数45-48
4.3. 接触参数48-51
4.4. 结构参数51-53
4.5. 往复惯性力的影响53-55
4.6. VCC活塞的温度场以及热变形55-59
4.7. 本章小结59-60
第5章 发动机工况下VCC活塞动力学特性60-69
5.1. 不同工况下动力学性能60-64
5.1.1. 不同转速下的动态响应60-62
5.1.2. 不同负荷下的动态响应62-64
5.2. 偏差因素对动力学性能的影响64-66
5.3. 改善缸内压力循环波动66-68
5.4. 本章小结68-69
第6章 总结与展望69-72
6.1. 总结69-70
6.2. 展望70-72
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