《内燃机设计》实验(项目训练)指导书13

实验目的通过对现代汽车发动机仿真软件的教学和训练，使学生掌握发动机各系统性能的设计要求，学习研究发动机的功能设计，掌握现代发动机仿真技术在汽车发动机设计中的应用。通过三个试验（软件模块的项目训练），培养学生：（1）掌握发动机配气机构的运动学、动力学仿真。（2）掌握发动机曲轴连杆机构的运动学、动力学仿真。（3）掌握发动机活塞运动学、动力学的仿真。支撑的课程目标〈内燃机设计〉课程的教学目标如下：通过本课程教学，（1）培养学生全面地考虑各种复杂的工程对象、寻求各种因素间的协调以建之较佳或最佳汽车内燃机结构设计方案，为学生将来从事汽车内燃机工程打下坚实基础。（2）能应用现代设计手段从事汽车内燃机设计。该试验（软件模块的项目训练）支撑课程目标2课程教学目标对专业培养要求的支撑专业培养要求指标点12工程知识√问题分析√设计/开发解决方案√研究√使用现代工具√工程与社会√环境和可持续发展√职业规范√个人和团队√沟通能力√终身学习能力√三、实验设备与仪器利用AVLWorkspaceSuite2016（或更新版本）整车及动力总成仿真分析软件，包含AVLBOOST2016、AVLEXCIT2016、AVLFIRE2016等工作流程，全方位的对发动机设计过程进行模拟，应用其各模块进行汽车发动机设计，本课程试验（项目训练）应用AVLWorkspaceSuite2016以下三个模块：AVLEXCITETimingDrive–配气机构计算

EXCITETimingDrive是用于正时传动系、变速箱或齿轮箱等轴系和齿轮系动力学仿真计算的专用工具。可计算的正时系统包括：链传动、带传动、齿轮传动等。可进行凸轮型线设计、单个配气机构和发动机整个正时装置的动态模拟。AVLEXCITEDesigner–曲轴组件的设计分析

EXCITEDesigner以经典理论为基础，是发动机开发初期快速设计曲轴组件布置的一个理想工具。可进行轴系的荷载、扭振、强度分析，以及轴承分析。AVLEXCITEPiston&Rings–活塞副动力学、窜气量及机油消耗

EXCITEPiston&Rings是活塞和活塞环动力学分析工具。它可进行活塞和活塞环动力学分析并计算发动机的窜气量和机油消耗。四、实验原理本课程试验（项目训练）应用到的〈内燃机设计〉的理论内容：1、发动机配气机构的运动学、动力学；2、发动机曲轴连杆机构的运动学、动力学；3、发动机活塞运动学、动力学。五、实验内容软件安装1）使用AVLWorkspace2016的WIN平台版本，使用虚拟光驱或者右键解压安装文件，双击“setup.exe”文件，进入安装程序

2）输入Name、Company和Email

选择第一项“Iaccept…”，允许用户协议，单击Next

4）选择安装路径，默认存入C盘，单击Next，进入下一个界面。

5）选择模式和功能，建议选择Full，单击Next，进入下一个界面。

6）单击Next，进入下一步。

7、选择关联文件，单击Next，进入下一步。

8、等待安装完成

9、安装完成后，将符合系统版本的补丁复制到安装目录下覆盖源文件

10、然后运行AVLWorkspace2016桌面快捷方式，选择任意功能打开

11、弹出许可，选择第二项

12、进入安装进程，载入许可文件“Avi.dat”即可使用2、工作内容完成以下三个模块的建模与计算：1）AVLEXCITETimingDrive–配气机构计算

①导出301_CamDesign的凸轮型线②不同p、q、r、s值对跃度jerk的函数关系。（画一条曲线）③不同升程对丰满系数的函数关系。（画一条曲线）④不同ramp形状对丰满系数的函数关系。（画一条曲线）⑤计算凸轮型线的函数。AVLEXCITEDesigner–曲轴组件的设计分析

建立某发动机三缸（或六缸）轴系模型，进行轴系的轴承、扭振、强度分析，①轴承的设计计算，包括连杆轴承和主轴承；②扭振计算，得出临界转速；③曲轴强度分析，计算出安全系数。3）AVLEXCITEPiston&Rings–活塞副动力学、窜气量及机油消耗计算①计算D2866柴油机模型或1_4L-Gasoline汽油机模型。②对汽、柴油机活塞和活塞环的动力学分析，通过计算活塞和缸套之间的敲击载荷受力情况及缸套、活塞的形变，生成图表和动画，计算机油消耗。③计算出相关部件的位移速度加速度受力情况。对活塞和活塞环的动力学分析，可以通过计算活塞和缸套，之间的敲击载荷受力情况及缸套,活塞的形变，生成图表和动画。3、软件操作指导辅助文件1）AVLEXCITEDesigner教程2）Basic_ETD_01_CAM(基础型线)3）EXCITE-PistonRing基础教程六、实验考核形式1）提交实验报告2）课堂答辩实验考核的成绩评定采用结构评分方法：实验报告（方案论证，文档质量）占综合评定成绩的50%，课堂答辩（软件操作能力、CAD绘图设计及计算校核与CAE分析三维模型、工程图，CAE分析结果，计算校核结果等）占综合评定成绩的50%。综合评定成绩最终转化为五级分制成绩：优：90—100分；良：80—89分；中：70—79分；及格：60—69