小型摩托車制造商希望通過減少進氣口周圍的積碳來減少發動機故障。進氣閥通過凸輪軸的運動帶動而旋轉，從而防止積碳。在高轉速下，進氣閥旋轉良好。但是，在低轉速下，進氣閥門不能充分旋轉達到防止積碳的效果。因此，在低轉速下使用時，進氣口周圍可能有大量積碳，從而導致發動機故障。在本案例中，RecurDyn用于確定閥門接觸面形狀，進氣閥接觸面是觸發閥門旋轉的關鍵。此外，RecurDyn還用于設計并驗證了一種改進后的新型進氣閥接觸面形狀，該形狀可以使閥門在低轉速下也能充分旋轉，從而防止碳沉積的形成。

▎仿真過程

①創建一個MBD模型，包括接觸、彈簧和凸輪，以再現和驗證閥門旋轉

②進行不同速率（RPM）工況的仿真

③分析了不同轉速下進氣閥的旋轉情況

④分析了不同氣門接觸面形狀下的進氣閥旋轉情況

▎關鍵仿真技術

?多剛體動力學，用于以不同的形狀和轉速快速執行多個仿真

?非線性接觸算法，用于快速準確地計算復雜幾何體之間的接觸力

?軌跡顯示，直觀地驗證閥門的旋轉運動

▎工具包

?RecurDyn/Professional

▎工程問題

 ?使用物理原型進行反復試驗需要半年以上的時間來實現設計改進

 ?利用物理試驗測量和監測閥門旋轉非常困難的

 ?傳統CAD軟件不支持復雜的接觸行為

 ?閥門接觸面形狀的改善必須以合理的時間和成本實現

▎解決方案

  ? 使用專業動力學軟件進行快速建模和仿真

  ? 使用強大的接觸算法進行快速且精確的仿真

  ? 與繁瑣的物理實驗測量和監控相比，結果的可視化更加簡單方便

  ? 定量評價接觸面形狀的效果并通過軌跡顯示視覺驗證閥門旋轉

▎結論

  ? RecurDyn正確重建了凸輪軸在不同轉速下的氣門模型

  ? 通過仿真驗證了新的閥門接觸面形狀

  ? 仿真結果為新發動機的進一步設計改進提供了指導

▎其他應用

---

掃碼添加官方微信加入RecurDyn技術交流群