LMS Virtual.Lab Motion发动机解决方案(4)

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Motion

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LMS Virtual.Lab多学科仿真平台

结合LMS Virtual.Lab Motion, LMS Virtual.Lab NVM以及LMS Virtual.Lab Acoustic，可进行发动机从多体到声学的系统级建模和仿真。所有的数据通过软件平台自动转换，大大节省建模时间。可实现快速对各种设计进行评估。

发动机从多体到声学系统级仿真流程

4.2 发动机专用功能模块介绍

4.2.1 考虑自身质量的螺旋弹簧建模

PDS中提供螺旋弹簧建模单元。通过螺旋弹簧单元创建的模型，可精确捕获实际工程应用中，特别是在汽车的气门机构系统，弹簧元件的复杂动力学行为。弹簧的分布质量通过用约束副连接起来的柔性体表征。可以使用任何螺旋轨迹来形成蜂窝状和锥状等形状。

高级螺旋弹簧

Circular WireMulti-Arc Wire

4.2.2 转速计和燃烧单元

曲柄连杆机构模块支持多种直列式和V型曲柄连杆机构的建模和仿真。结合使用转速计和燃烧单元，可使得燃烧负荷的前处理和后处理过程变得简单易懂。通过转速计单元可测量当前的曲柄转角和转速（RPM）。燃烧单元涉及燃烧压力面数据。可通过输入燃烧室气体压力数据，将燃烧爆发压力施加在活塞、缸体和气门机构上。

燃烧单元

& 转速计

4.2.3 凸轮接触面定义

在模板中定义气门机构建模参数，自动创建和装配气门机构多体动力学模型。凸轮机构模块可将已有的阀门运动数据转换为凸轮轮廓数据。凸轮接触单元根据凸轮轮廓数据直接生成平滑的接触面。对凸轮接触过程进行精确模拟。

凸轮接触

4.2.4 液压间隙调节装置

液压间隙调节装置是用来避免气门机构中出现过大间隙和磨损。类似的机制

也被用于正时传动系统，使得皮带或链条维持稳定的张紧力，避免出现不期望的振动。

液压间隙调节

装置 (HLA/HVL)

Width PistLength

HouHigh

4.2.5 弹性液动轴承

弹性液动轴承模块使得用户可以分析对中和不对情况下液动流体膜径向轴承的性能。常见的应该包括发动机曲柄连杆机构中的轴颈轴承，例如：主轴颈、曲柄销、十字头销轴承。在求解过程中，弹性液动轴承模块求得轴承中高度非线性的油膜压力分布，并把它们分解为力和力矩，与周围结构的结构振动相耦合。 根据详细程度将模型算法分为三个等级：阻抗法（解析解）；油膜有限元网格法和实际弹流方法。其中实际弹流方法是最先进的方法，支持Nastran和Ansys网格的定义方式。为了便于使用，该模型已经无缝集成在LMS Virtual.Lab环境中。

在机构中有限元油膜网格实现了可视化。例如，以重叠包裹形式显示在经向轴承中的其真实位置处。

弹性液动轴承

(EHD)

4.2.6 活塞润滑

活塞润滑模块使用户能够分析对中或不对中活塞在油膜中滑动的动力学行为作用在活塞和缸体壁之间的力可以被预测到并作用到每个移动的构件上。在求解过程中，通过求解油膜方程来预测高度非线性的压力分布并且将其分解为作用在两

个构件上的力。压力分布是间隙以及间隙的一阶导数的函数，并和油的粘度相关。应用这个更详细的建模方法可以提高发动机仿真和系统级载荷预测的精确度。

4.2.7 正时链（带）传动

PDS中有链条和带传动系统建模模块，集合了众多链条和带建模和仿真需要的工具和特征库，使得创建详细链条和带传动系统模型的过程更为便捷。同步带模块具有创建和仿真由一个或者多个带组成的带传动系统的能力。同步链模块具有创建和仿真由滚子链和倒齿链组合的链传动系统的能力。附件传动模块具有创建和仿真多楔带传动系统的能力，这类带传动装置可以在发动机前端附件驱动系统中看到。这个附加的驱动模块提供了自动的创建前端附件驱动系统中Poly-V带系统模型的能力。

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