凸轮的优化设计[外文翻译].rar

附件C：译文
多体系统动力学7: 285–305, 2002.
© 2002Kluwer学术出版社.发行于荷兰.
凸轮的优化设计
摘要。 我们提出用一种优化约束的方法来设计发动机配气凸轮，施加的约束是最大气门升程和配气定时，而目标函数是气门开启时的气体流动的时间积分最大。定义了一个分段解析加速度，所以这个控制加速度轮廓曲线的时间作为优化的变量。这个策略考虑了一些几何约束条件,例如避免进排气门,气门与活塞相互之间的干涉。同样，加速度的最小值和最大值等级因为避免机构链中出现过大的力和防止凸轮与从动件分离的可能性而受到限制。一旦确定了最佳的升程轮廓曲线，凸轮的形状将用逆运动学分析计算而得，并考虑了运动链中所有的几何的非线性。最后，整个机构将通过运动学分析来验证是否满足设计的标准。并且和标准凸轮轮廓运动相比较。凸轮的轮廓曲线也通过实验装置来测试，在这里测量真正的气门升程。
关键词：凸轮，非线性动力学，机构综合
1.简介
在发动机配气凸轮机构的设计中应该考虑几个因素，它们可以简单地划分到流体动力学和机械学中。最大的气门升程和配气定时取决于流体动力学方面的考虑。结构因素方面考虑满足两个因素，同时考虑机械结构的完整性和性能的优化。为达到这个目标，应努力降低许用工作应力，和避免凸轮和从动件的跳动。同时，通过气门的气体流量应该最大。由于施加于凸轮和气门之间的运动链是非线性的所以变得更加复杂。最后但并非最不重要的一点,可行的空间安排受到机构干涉的限制。
本文的目的在于研制出系统的凸轮优化设计步骤，在正确的提出一个优化的问题并解决它之后，我们得到了一个气门升程轮廓线，被作为机械合成阶段用于分析的输入数据，在这里我们计算出满足气门运动需要的凸轮轮廓线，最后，整个机械系统通过动态分析为验证操作的条件。
凸轮机构合成的方法变得日益复杂，并且许多可替代的方法被相继提出。在之前的工作中，我们提出了一种方法从运动学和动力学分析凸轮机构，用样条曲线描述凸轮的几何特性。在这个工作当中，用一个原有的软件来获得气门运动的优化与机械运动分析相结合。以这种方式，分析师是允许凸轮机构合成中考虑的运动链是几何非线性的。
2，流体动力学设计因素
内燃机汽缸内的流场是控制汽缸内燃烧和进排气过程的最重要的因素，两种现象是决定发动机效率的关键。