对称与偏置曲柄滑块机构内燃机的动态特性比较.pdfVIP

第32卷 第6期 兰 州 理 工 大 学 学 报 Vol.32No.6 2006年12月 JournalofLanzhouUniversityofTechnology Dec.2006 文章编号:1673-5196(2006)06-0047-03 对称与偏置曲柄滑块机构内燃机的动态特性比较 韩致信，，卢雪红 ，‘范新强2 (1.兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州 730050;2.兰州城市学院工学系，甘肃兰州 730070) 摘要:针对内燃机对称布置活塞与偏置布置活塞两种曲柄滑块机构建立了运动学与动力学数学模型，给出了用 MATLAB数学软件进行计算和仿真的结果，分析对比了这两种曲柄滑块机构的动力学和运动学特性.计算和仿真 结果表明，活塞偏置布置和增大活塞偏置距离有利于改善内燃机的动态性能. 关键词:内燃机;偏置活塞;运动学;动力学;仿真 中图分类号:TH113.22;TK401 文献标识码:A Comparisonofdynamiccharacteristicsofcombustionengineswith symmetricandoffsetcrank-slidemechanism HANZhi-xin，LUXue-hong，FANXin-giang2 (1.CollegeofMechano-ElectronicEngineering,LanzhouUniv.ofTech，Lanzhou 730050,China;2.DepartmentofEngineering,Lanzhou CityUniversity,Lanzhou 730070,China) Abstract;Aimedatthesymmetricandoffsetcrank-slidemechanismincombustionengines,mathematic modeloftheirkinematicsanddynamicsweresetup,calculationandsimulationresultsweregivenbyusing softwareMATLAB.Basedonthese,thekinematicanddynamiccharacteristicsofthetwotypeofsymmet- ricandoffsetcrank-slidemechanismwerecompared.Itwasshownbytheresultsofcalculationandsimula- tionthatpistonoffsettingandincreaseofitsoffsetdistancecouldimprovedynamiccharacteristicsofcom- bustionengine. Keywords:combustionengine;offsetpiston;kinematics;dynamics;simulation 内燃机的驱动机构是以活塞为主动件的曲柄滑 性，进而就这两种内燃机动态特性的优劣和偏置距 块机构.传统内燃机采用的曲柄滑块机构是对称曲 离大小对动态特性的影响作一比较. 柄滑块机构，其活塞销中心线运动平面与曲轴轴线 共面，如图la所示;个别内燃机采用的曲柄滑块机 构是偏置曲柄滑块机构，其活塞销中心线运动平面 与曲轴轴线不在同一平面，如图lb所示[C1-41.内燃 机活塞相对于曲轴的布置方式不同，其运动学和动 (a)活塞对称布置 力学特性也就不同.活塞和缸套是内燃机的两个重 要易损件，摩擦磨损是造成这两个易损件失效的主 要原因5-〔s7，活塞相对于曲轴的布置方式对于这两 个零件间的摩擦磨损状态有很大影响.迄今为止，关 于对称曲柄滑块机构内燃机动态特性的研究较 (b)活塞偏置布置 多[C3.51，而关于偏置曲柄滑块机构内燃机动态特性 图1 曲柄滑块机构 的研究不多.本文以四冲程直列六缸内燃机为例来 Fig.1Crank-slidemechanism