毕业设计：V8发动机工作过程仿真分析论文

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1、 毕 业 设 计 V8发动机工作过程仿真分析 姓名 院（系） 机电工程学院 专业班级 机械设计制造及其自动化 093 班 学 号 指导教师 职 称 讲师 论文答辩日期 2013 年 5 月 26 日 摘 要 发动机作为汽车最重要的部件之一，不仅有着复杂的结构，还暗藏着许多难 懂的原理，V8 发动机是发动机当中享有很高地位的一种，对于汽车爱好者，汽 车使用者， 汽车维修者等众多人来说， 掌握它的结构跟原理是很具有现实意义的， 此次毕业设计主要是基于 UG 对 V8 发动机进行建模展示结构， 做运动仿真展示原 理以及基于 ANSYS Workbench 软件的 V8 发动机主要传动部件的有限元分析

2、。形 象地将结构模型与工作过程相结合共同阐述其工作原理。因此，做这个毕业设计 不管从技术角度还是从时代要求的角度看都很具有意义的。 论文将通过发动机的 模型结构（图片）与工作过程相结合形象而直观地展现其工作原理，更便于读者 去理解掌握。 关键词：V8 发动机 UG 运动仿真 有限元 目 录 1 前言 . 1 1.1 研究背景 . 1 1.1.1 发动机的分类 . 1 1.1.2 V 型发动机发展历史与技术特点 2 1.1.3 研究目的及意义 . 4 2 V8 发动机的结构建模与解析. 4 2.1 总体结构 . 4 2.2 曲柄连杆机构 . 6 2.2.1 曲柄连杆机构的建模 . 6 2.3 配

3、气机构 . 8 2.3.1 配气机构的建模 . 8 2.3.2 配气机构的原理解析 . 8 2.4 冷却系统 13 2.5 润滑系统 13 2.6 供给系统 14 2.7 起动系统 15 2.8 点火系统 16 3 基于 UG 的 V8 发动机运动仿真分析 16 3.1 V8 发动机的基本原理介绍 16 3.2 V8 发动机的运动仿真分析 19 3.2.1 基于 UG 的 V8 发动机运动仿真过程 19 3.2.2 V8 发动机的运动仿真结果分析检验 26 4 V8 发动机的主要传动部件的有限元分析 29 4.1 发动机曲轴的模态分析 29 4.1.1 曲轴部件模型的简化 30 4.1.2 曲

4、轴模型参数与边界条件的设置 30 4.1.3 结果后处理分析 32 4.2 发动机连杆部件静态分析 33 4.2.1 连杆部件模型的简化 33 4.2.2 连杆部件模型参数与边界条件的设置 34 4.1.3 结果后处理分析 35 1 1 前言 1.1 研究背景 1.1.1 发动机的分类 我们都很清楚的知道一个事实，汽车就像电脑一样不断的普及，已经成为 家喻户晓的一种交通工具， 有汽车的”心脏”之称的发动机也就不断为我们所认 识，所了解。但是，想要更加清楚的了解汽车发动机，我们很有必要去了解一下 汽车发动机的分类，因为汽车发动机不仅种类繁多，分类方式也及其复杂。以下 是汽车发动机的各种分类： 按

5、活塞运动方式分类：活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。 前者活塞在汽缸内作往复直线运动，后者活塞在汽缸内作旋转运动。 按照进气系统分类： 内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸 气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。 若进气是在接近大气状态下进 行的，则为非增压内燃机或自然吸气式内燃机；若利用增压器将进气压力增高， 进气密度增大，则为增压内燃机。增压可以提高内燃机功率。 按照气缸排列方式分类：内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式、双 列式和三列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了 降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的。双列式发动

6、机把气缸排成两 列，两列之间的夹角180(一般为 90)称为 V 型发动机，若两列之间的夹角 =180称为对置式发动机。三列式把气缸排成三列，成为 W 型发动机。 按照气缸数目分类： 内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发 动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多 缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸、十六缸等都是多 缸发动机。现代车用发动机多采用三缸，四缸、六缸、八缸发动机。 按照冷却方式分类： 内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发 动机。 水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷 却介质进行冷却的； 而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之 间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果 好，被广泛地应用于现代车用发动机。 2 按照行程分类： 内燃机按照完成一个工作循环所需的冲程数可分为四冲程内 燃机和二冲程内燃机。把曲轴转两圈(720)，活塞在气缸内上下往复运动四个 冲程，完成一个工作循环的内燃机称为四冲