Exploring geometric and kinematic correspondences between gear-based crank mechanism and standard reciprocating crankshaft engines: An analytical study

Amir Sakhraoui; Fayza Ayari; Maroua Saggar; Rachid Nasri

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자료유형: 학술저널

저자정보: Amir Sakhraoui (University of Tunis El Manar) Fayza Ayari (University of Tunis) Maroua Saggar (Centrale University) Rachid Nasri (University of Tunis El Manar)

저널정보: 국제구조공학회 Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Vol.90 No.1

발행연도: 2024.4

수록면: 97 - 106 (10page)

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This paper presents a significant contribution to aided design by conducting an analytical examination of geometric links with the aim of establishing criteria for assessing an analogy measure of the extrinsic geometric and kinematic characteristics of the Variable Compression Ratio (VCR) engine with a Geared Mechanism (GBCM) in comparison to the existing Fixed Compression Ratio (FCR) engine with a Standard-Reciprocating Crankshaft configuration. Employing a mechanical approach grounded in projective computational methods, a parametric study has been conducted to analyze the kinematic behavior and geometric transformations of the moving links. The findings indicate that in order to ensure equivalent extrinsic behavior and maintain consistent input-output performance between both engine types, precise adjustments of intrinsic geometric parameters are necessary. Specifically, for a VCR configuration compared to an FCR configuration, regardless of compression ratio and gearwheel radius, for the same crankshaft ratios and stroke lengths, it is imperative to halve lengths of connecting rods, and crank radius. These insights underscore the importance of meticulous parameter adjustment in achieving comparable performance across different engine configurations, offering valuable implications for design optimization.

#crankshaft #engine modeling #GBCM #MBS approach #MCE-5 #mechanism theory #reciprocating crankshaft engines #VCR

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