自動噴油機的革新機械臂介紹
為了有效減少自動噴油機發(fā)動機傳動零件及運動質量，使其結構更加緊湊，系統(tǒng)剛度更高，設計中往往采用凸輪軸頂置式結構 。但自動噴油機結構中，凸輪—搖臂運動副工作在高溫、高接觸壓力的工況下，搖臂承受較大的往復周期性彎矩 ，在往復工作中容易疲勞，出現(xiàn)搖臂斷裂的現(xiàn)象，引起發(fā)動機功率、扭矩下降，進而導致發(fā)動機報廢 因此，合理設計搖臂機構對發(fā)動機性能和壽命提高有重要意義。降低搖臂負載和提高凸輪的曲率半徑可以有效改善此問題 ，但降低負載和調整曲率半徑，會改變原系統(tǒng)的工作性能。在不改變整機性能的情況下，優(yōu)化搖臂結構，可以減少設計與開發(fā)成本，滿足耐久壽命要求，因此已得到較多關注。
近年來，國內外學者對發(fā)動機搖臂作了大量的研究，仇滔 等分析了摩托車配氣機構發(fā)生磨損的原因并提出了采用滾子搖臂的改進方案；浦耿強 等分析了搖臂接觸區(qū)圓弧半徑和方向角對配氣機構性能的影響等分析了鋁合金陶瓷鑲塊搖臂批量生產中的關鍵制造技術，并提出了研制過程的一般模式并分析了不同材料、結構及加工工藝搖臂的強度、剛度、耐久性等方面的特性；等分析了不同材料對搖臂強度的影響。合理的搖臂結構可以提高疲勞壽命，而傳統(tǒng)的優(yōu)化流程是“設計—實驗驗證—修改—再驗證”，需要設計人員耗費大量的勞動，拖長了產品的開發(fā)周期。有限元模型通過數學方程構建動力學分析模型，可在設計之前實現(xiàn)產品的性能全方位計算與仿真，大大縮短了設計周期，它已成為機械設計有效輔助手段。龍連春等用三維有限元模型分析計算了復雜叉型搖臂的應力分布情況，獲得了搖臂的精確剛度和質量分布；張珂等通過有限元設計，以板料沖壓成形作為主要制造工藝的搖臂結構，并驗證了產品結構的合理性。本文以噴油搖臂為研究對象，經過動力學分析及實驗驗證，獲取搖臂泵噴嘴側的反作用力，
并應用有限元分析，給出搖臂斷裂的原因。研究中使用 Abaqus 仿真計算搖臂的應力，并將其結果輸出給 iSight，通過 iSight 對其進行優(yōu)化，以搖臂最大應力值最小為目標函數，結構尺寸為設計變量，采用粒子群算法進行優(yōu)化求解，給出搖臂優(yōu)化方案。
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