小型摩托车制造商希望通过减少进气口周围的积碳来减少发动机故障。进气阀通过凸轮轴的运动带动而旋转，从而防止积碳。在高转速下，进气阀旋转良好。但是，在低转速下，进气阀门不能充分旋转达到防止积碳的效果。因此，在低转速下使用时，进气口周围可能有大量积碳，从而导致发动机故障。在本案例中，RecurDyn用于确定阀门接触面形状，进气阀接触面是触发阀门旋转的关键。此外，RecurDyn还用于设计并验证了一种改进后的新型进气阀接触面形状，该形状可以使阀门在低转速下也能充分旋转，从而防止碳沉积的形成。
▎仿真过程
①创建一个MBD模型，包括接触、弹簧和凸轮，以再现和验证阀门旋转
②进行不同速率（RPM）工况的仿真
③分析了不同转速下进气阀的旋转情况
④分析了不同气门接触面形状下的进气阀旋转情况
▎关键仿真技术
•多刚体动力学，用于以不同的形状和转速快速执行多个仿真
•非线性接触算法，用于快速准确地计算复杂几何体之间的接触力
•轨迹显示，直观地验证阀门的旋转运动
▎工具包
•RecurDyn/Professional
▎工程问题
•使用物理原型进行反复试验需要半年以上的时间来实现设计改进
•利用物理试验测量和监测阀门旋转非常困难的
•传统CAD软件不支持复杂的接触行为
•阀门接触面形状的改善必须以合理的时间和成本实现
▎解决方案
• 使用专业动力学软件进行快速建模和仿真
• 使用强大的接触算法进行快速且精确的仿真
• 与繁琐的物理实验测量和监控相比，结果的可视化更加简单方便
• 定量评价接触面形状的效果并通过轨迹显示视觉验证阀门旋转
▎结论
• RecurDyn正确重建了凸轮轴在不同转速下的气门模型
• 通过仿真验证了新的阀门接触面形状
• 仿真结果为新发动机的进一步设计改进提供了指导
▎其他应用
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