以往研发一种新产品,大多数情况下,从产品研发到产品成熟所耗费的时间极其漫长。原因就在于,在产品设计初期不能很好地发现产品所有的潜在问题,而必需经历漫长的产品投放市场、发现问题、返回修改的往复循环过程,才能对产品逐步完善。在产品设计初期难以发现问题的根本原因就是,若想发现产品所有潜在问题就必须对产品做大量的实体实验,而大量的实体实验则需要大量产品模型,即物理样机。不少厂商由于资金等问题,对在产品研发初期就需制造大量物理样机的条件很难承受,所以只能通过后期投放市场后,再对产品各方面进行逐步完善。正是由于上述原因,又由于计算机科技的不断进步,虚拟样机技术逐步出现,其应用范围日益扩大,在各领域中日益普及。虚拟样机是与传统物理样机相对的一个概念,即是利用计算机作为平台创造一个虚拟的环境,根据产品各特征参数在其中生成一个虚拟的产品模型,用此模型来替代真实的物理样机模型做各种实验。这样既能在产品设计初期通过大量实验检验、完善产品,又不必制造大量的物理样机,节省了大量资金。而虚拟样机技术的另一大优势就是,对产品的修改只需在计算机中修改相应参数,计算机就会自动生成新的样机模型,极大地提高了研发效率。本课题是将虚拟样机技术应用于汽车的发动机设计中,其目的是进一步研究如何使仿真技术能够很好地融入动力机械的研发之中,将动力机械类的相关知识、计算机技术、虚拟样机技术结合在一起,摆脱以往物理样机效率低下花费高昂的弊病,寻求一种更好的方法。为了更好地把虚拟样机技术运用到汽车发动机设计中,本课题在前人研究的基础上,把汽车发动机方面的专业知识同虚拟样机知识相结合。无论是发动机的整体设计,还是发动机各方面性能的仿真,全部都在计算机虚拟环境下完成。首先通过Pro/E这款参数化三维建模软件对某480Q型汽油机完成三维实体建模,进而对该发动机进行了运动学和动力学等方面的性能仿真分析,此方面的性能仿真分析是依靠ADAMS这款机械系统性能仿真软件进行的,结果获取了发动机的各项运动、动力性能曲线图。本课题运用虚拟样机技术来设计汽车的发动机,其意义就是要证明把此项技术应用于发动机研发是行之有效的。从目前虚拟样机技术的发展趋势来看,在不久的将来,虚拟样机技术就会完全代替物理样机技术而成为最重要的设计手段。