在发动机气缸体的设计中,缸体裙/曲轴箱的设计最主要边界及决定因素之一就是连杆包络线。
何为连杆包络线?连杆包络线即包络连杆的边界线,为连杆在回转运动中,连杆(大头)所扫过区域的最外围边界线。需要注意的是,连杆包络线不是连杆上某确定点的运动轨迹。
连杆包络线的用途,确定缸体裙部/曲轴箱设计边界。
连杆包络线的求解方法:
1. 在计算机及二维制图软件(如AutoCAD)使用以前,只有采用手工平移或制作纸板连杆切面图,选取数个位置进行近似模拟,连线而成。
2. 使用二维制图软件,同样进行类似复制、粘贴,可以模拟的位置及数量得以改善。
3. 使用三位软件进行运动模拟,得到模拟的运动边界模型。如Creo的mechanism模块等。此法需要专门培训该运动模块的使用,得到的为近似实体模型,模型较大。
4. 本文介绍一种仅使用装配模块的使用方法,以共同探讨。
连杆包装配模型求取络线。
前提条件,和别的方法一样,需要:
1. 一般发动机的主要参数都已经确定,如:发动机行程,连杆长度等
2. 连杆主要结构设计基本完成,包括大头主要结构,连杆螺栓/母等等。连杆模型基本确定完成。
3. 如果想要加入活塞/环,同样可以。
完成的连杆模型
主要步骤如下:
1. 创建参考曲线模型,包括连杆长度、行程。注意以下几点:
连杆长度要绝对精确,和连杆模型一致。这会影响下面的装配是否能成功
曲柄半径同样要精确,这会影响最终的包络线大小。
创建活塞销中心线和曲柄线,分别以两端点为参照;以后装配的参照。
以角度为参照,为该曲线创建pattern, 数量随意。
修改设置pattern数为1,为装配作准备。(也可不修改)
2. 准备连杆模型
连杆模型要包含可能影响包络线的一些主要特征或零件,并且尽量详尽。如大头及大头盖结构,连杆螺栓等。
连杆长度再次核对。
可装配活塞及环,活塞销。
3. 把连杆模型和参考曲线装配到一起
采用中间曲面贴合,和两个中心线对其的方式装配。
对改装配好的连杆采用reference的方式进行pattern。
注意角度和pattern数量的匹配。
装配示例(忽略缸体)
4. 完成后的整个装配,可以自由修改连杆个数,以得到想要的包络线
一般pattern数量以布满整个圆周为宜。(圆周360度,不改变pattern角度,仅仅数量多了并不会得到更好效果)
该装配可以作为子装配装配到征集模型中,以指导对气缸体及曲轴箱的设计。
5. 完成后的连杆pattern即包含整个包络线,可自由装配到发动机的整机模型中去。平时只要使参考曲线的pattern数为1,即不影响整机模型甚至运动模拟;需要使用包络线作参考时,随时修改即可。
作者:Tom-engine
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《整车网络和ECU诊断实例讲解》
来源:IND4汽车人
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