考虑转动副特性的发动机静叶调节机构动态性能分析

摘要

发动机静叶调节机构空间运动复杂,前人的研究并未涉及整机的动力学方程,运动副特性及驱动方式对调节机构动态性能的影响尚不明晰.本文通过将第一类拉格朗日方程与改进的接触模型和LuGre摩擦模型相结合,建立了考虑转动副间隙和摩擦特性的静叶调节机构动力学模型,并探究驱动方式对调节机构动态性能的影响.针对做空间转动的连杆的质量矩阵随时间不断变化这一问题,本文给出详细推导公式.将数值模拟结果与Adams仿真进行了比较,验证结果的正确性.通过对比匀速驱动、简谐驱动及梯形驱动方式表明,简谐驱动有助于减小运动过程中的阻滞力,提高摇臂的动态稳定性,分析驱动方式对间隙运动副耗能的影响后发现简谐驱动更节能.此外,考虑摩擦后,各驱动方式的阻滞力增幅明显,摩擦会加剧阻滞力.