基于多体系统传递矩阵的柴油机配气系统动力学计算方法

摘要

本发明属于柴油机配气系统研究领域，涉及一种基于多体系统传递矩阵的柴油机配气系统动力学计算方法。包括：建立凸轮型线N次谐波拟合函数，选定多体系统传递矩阵法所需的状态矢量、边界条件、初始输入量等，分析配气系统各构件力学性能推导反映其力学特性的传递矩阵，综合所有参数得出总传递方程，求解总传递方程得到各构件的动力学响应情况，绘制各构件的动态特性曲线等。本发明可以通过各构件动态特性曲线、动力学响应结果等直观的反映各构件在配气系统运动过中的力学响应情况，并能够适用于不同转速类型的柴油机配气系统，且避免了建立三维模型所需要的大量测量和建模时间，所得结果较传统多刚体微分方程组求解也更为有效。

主权项

一种基于多体系统传递矩阵的柴油机配气系统动力学计算方法，其特征在于，按以下步骤进行：1) 测量实际凸轮升程曲线得到升程数据表，并进行曲线光顺处理，根据所测数据情况采用N次谐波逼近法进行曲线拟合，得到凸轮升程曲线的N次谐波拟合型线方程，对光顺后的离散数据点与N次谐波拟合型线方程中相对应的点进行剩余标准差比较，从而验证N次谐波拟合型线方程的准确性；2）分析柴油机配气系统所受外力情况以及初始输入量情况，确定采用多体系统传递矩阵法建模所需的状态矢量和边界条件、初始输入值；3）分离柴油机配气系统各个传动构件，分析各个构件的受力情况、力学性能，推导反映各构件力学特性的传递矩阵，鉴于柴油机配气系统是链式结构，通过将所有特征传递矩阵进行相乘得到系统的总传递矩阵；4）将步骤2）所得的系统边界条件与步骤3）所得的总传递矩阵相乘得到系统总传递方程，利用各构件的传递矩阵与系统的总传递方程推导得到各个构件到初始端的分传递方程；5）将N次谐波拟合型线方程在凸轮某一转动角度下所对应的各个级数中的同一级数的正弦和余弦三角函数作为初始输入值代入总传递方程和分传递方程中进行求解，叠加该转动角所对应的N次谐波拟合型线方程所有级数所求结果，得到该转动角度下各构件所受的承载力和位移响应；6) 重复步骤5），完成凸轮转动一周配气系统动力学性能运算，通过本计算方法提取到各个零部件的运动特性情况，据此绘制各构件的动态特性曲线，包括凸轮转动角与构件位移的关系曲线、凸轮转动角与构件所受承载力的关系曲线，通过这些曲线判断该构件的运动规律情况。