Amesim模拟曲柄机构

早晨无聊，打开Amesim看看，在机械库看到了一个曲柄机构元件，就简单翻看了一下帮助，觉得挺有趣的。

通过外部变量可以看出，上面是线性移动接口，右侧是旋转接口，是一个典型的曲柄机构，发动机里面应用较多。运动起来大概是这个样子。

Amesim的帮助向来都是非常完善的，帮助文档里面对其各个参数的含义也做了标注。主要的四个参数包括：

1. 旋转半径rad
   

2. 连杆长度length

3. 旋转中心偏移量offsetY

4. 滑动点偏移量offsetX

5. 旋转位置的初始角度值theta0
   

于是呢，我就做一个测试，旋转口接一个电机，上部给自由口，来观察一下上面的滑动位移情况，结果是符合预期的。我设置的旋转中心偏移量为0，旋转半径是30mm，连杆40mm，显而易见上面的滑块位置就是10mm到70mm之间滑动，旋转转化为直线，曲线也是三角函数的样子，测试没有问题。

接下来，我就很容易的联想到了“扭矩是迷”一样的拖拉机，在拖拉机里面是活塞缸中内能转化为推力推动活塞运动，再通过曲柄机构转化为驱动轮胎的旋转运动，与我们上面这个例子刚好相反。

那我们怎么建立这样的模型呢？为了简化一下模型，我们用间隙函数，在活塞向上运动到顶的时候，施加一个力模拟内部燃烧的推力。当活塞向下运动快到底以及回程的过程中，将力全部改为0，这样就可以简单的模拟出内燃机气缸中的情况，转动惯量就模拟飞轮，建模如下。

有趣的是，我将转动惯量设置为1kg.m2的时候，飞轮转了一圈就停下了，就像拖拉机没有摇起来一样。启动失败...

于是，我又将转动惯量设置为5kg.m2，这个时候飞轮就“突突突”的转起来了，转动惯量增大，有助于活塞回程运动。虽然看起来挺像那么回事的，但由于模型是简化状态，和实际情况还是有差别的。

这个咱先放一边，单缸的做了，实际上很多发动机是多个连在一起的，就像下面这个样子，各个缸按照不同的相位工作。

其实对我们这个模型稍加修改就可以了，还记得上面我们介绍参数的时候，里面提到可以设置每个旋转的初始角度的，那么只需要几个机构并联，设置好每个连杆的初始角度就可以了。

如上图所示，我们就将多个连杆机构给并联再一起了。今天就介绍到这里，模型非常简单我就不保存了，这个是amesim2020.1版本新增的一个机械库元件，大家也可以试试。