[发明专利]一种基于CAE的柴油机配气机构设计方法及柴油机配气机构

权利要求书

1.一种基于CAE的柴油机配气机构设计方法，柴油机配气机构包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、气门桥、气门弹簧、气门导管、气门座、气门，所述凸轮轴与所述挺柱抵接，所述挺柱与所述推杆球铰，所述推杆与所述摇臂转动连接，所述气门导管安装于所述气门座，所述气门滑动穿设于所述气门导管，且所述气门连接于所述气门桥，所述气门用于打开或关闭设置于所述气门座的气道，所述气门弹簧套设于所述气门，且所述气门弹簧两端分别抵接于所述气门座和所述气门桥，其特征在于，包括：

S1：基于柴油机配气机构的三维模型采用CAE工具软件建立第一仿真模型；

S2：基于所述第一仿真模型设置多体运动学仿真求解器；

S3：基于所述第一仿真模型进行多体运动学仿真计算，并得到多体运动学仿真计算结果，所述多体运动学仿真计算结果包括气门弹簧富裕度、气门弹簧自振频率、凸轮与挺柱间接触应力、凸轮负曲率半径、气门与气缸活塞间的最小间隙量；

S4：基于所述多体运动学仿真计算结果评估所述柴油机配气机构是否符合多体运动学要求；

S5：基于柴油机配气机构的三维模型采用CAE工具软件建立第二仿真模型；

S6：基于所述第二仿真模型设置多体动力学仿真求解器；

S7：基于所述第二仿真模型进行多体动力学仿真计算，并得到多体动力学仿真计算结果，所述多体动力学仿真计算结果包括额定转速工况下的气门落座速度、最高空车转速工况下的气门落座速度、凸轮与挺柱间接触应力、气门弹簧的并圈状况；

S8：基于所述多体动力学仿真计算结果评估所述柴油机配气机构是否符合多体动力学要求；

S9：当所述柴油机配气机构符合多体运动学要求且所述柴油机配气机构符合多体动力学要求时，确定所述柴油机配气机构合格。

2.根据权利要求1所述的基于CAE的柴油机配气机构设计方法，其特征在于，S2中，基于所述第一仿真模型设置多体运动学仿真求解器包括：设置柴油机配气机构的各零部件的尺寸、质量、刚度与阻尼参数，凸轮型线参数，气门弹簧预紧力参数和气门间隙参数。

3.根据权利要求1所述的基于CAE的柴油机配气机构设计方法，其特征在于，S3中，进行多体运动学仿真计算时，当计算收敛后，停止计算。

4.根据权利要求1所述的基于CAE的柴油机配气机构设计方法，其特征在于，S4中，基于所述多体运动学仿真计算结果评估所述柴油机配气机构是否符合多体运动学要求包括：

判断气门弹簧富裕度是否高于第一设定值，气门弹簧自振频率是否高于第二设定值，凸轮与挺柱间接触应力是否低于第三设定值，凸轮负曲率半径是否低于第四设定值，气门与气缸活塞间的最小间隙量是否高于第五设定值；

仅当气门弹簧富裕度高于第一设定值，气门弹簧自振频率高于第二设定值，凸轮与挺柱间接触应力低于第三设定值，凸轮负曲率半径低于第四设定值，气门与气缸活塞间的最小间隙量高于第五设定值时，确定所述柴油机配气机构符合多体运动学要求。

5.根据权利要求1所述的基于CAE的柴油机配气机构设计方法，其特征在于，S6中，基于所述第二仿真模型设置多体动力学仿真求解器包括：设置柴油机配气机构的各零部件的尺寸、质量、刚度与阻尼参数，凸轮型线参数，气门弹簧预紧力参数、气门间隙参数和柴油机缸内压力曲线。

6.根据权利要求1所述的基于CAE的柴油机配气机构设计方法，其特征在于，S7中，基于所述第二仿真模型进行多体动力学仿真计算时，当计算收敛后，停止计算。

7.根据权利要求1所述的基于CAE的柴油机配气机构设计方法，其特征在于，S8中，基于所述多体动力学仿真计算结果评估所述柴油机配气机构是否符合多体动力学要求包括：

判断额定转速工况下的气门落座速度是否低于第一预设值，最高空车转速工况下的气门落座速度是否低于第二预设值、凸轮与挺柱间接触应力是否低于第三预设值，以及气门弹簧是否发生并圈现象；

仅当额定转速工况下的气门落座速度低于第一预设值，最高空车转速工况下的气门落座速度低于第二预设值、凸轮与挺柱间接触应力低于第三预设值，以及气门弹簧未发生并圈现象时，确定所述柴油机配气机构符合多体动力学要求。