با گسترش صنعت خودرو و کاربرد موتورهای احتراق داخلی، بکارگیری یک الگوریتم مناسب جهت شبیه سازی و تحلیل دینامیکی این نوع موتورها جزء نیازهای اساسی در طراحی و بهینه سازی آنها محسوب می شود. به منظور بررسی وضعیت دینامیکی موتور و تعیین نیروهای اعمال شده بر قسمت های مختلف مکانیزم، به روشی نیاز است که از طریق آن بتوان توان دینامیکی موتور را برحسب سرعت و شتاب زاویه ای لحظه ای و در زوایای مختلف گردش میل لنگ محاسبه کرد. این تحقیق به شبیه سازی و تحلیل دینامیکی یک موتور احتراق داخلی چهار سیلندر خطی به روش دینامیک سیستم های چند عضوی و با بهره گیری از ماتریس های مکمل متعامد طبیعی تفکیک شده (denoc) می پردازد. این روش که ابتداً برای تحلیل سیستم های دینامیکی حلقه باز بسط و توسعه یافت، به سیستم های پیچیده حلقه بسته به خصوص روباتهای موازی نیز گسترش داده شد. از مزایای این روش عدم نیاز به محاسبه نیروهای داخلی و همچنین عدم محاسبه مشتقات پیچیده می باشد. از این رو تعداد مجهولات و حجم معادلات حرکت کاهش می یابد. در این تحقیق، مکانیزم لنگ و لغزنده و مکانیزم سوپاپ ها بعنوان یک مکانیزم چندمیله ای حلقه بسته در نظرگرفته شده است. با استفاده از روش مذکور، یک الگوریتم بازگشتی برای تحلیل سینماتیکی و دینامیکی این مکانیزم ها ارائه شده است. سپس با استفاده از این الگوریتم یک موتور مشخص مورد تحلیل قرار گرفته و نتایج بدست آمده مورد راستی آزمائی قرار گرفته است. یکی از دستاوردهای مهم این تحقیق، مدل جدیدی است که برای مکانیزم بادامک بر اساس روش های دینامیک سیستم های چند عضوی ارائه شده است. از آنجایی که در سیستم های رباتیکی عمدتاً از مفاصل ابتدائی (سطح پائین) یک درجه آزادی، مانند مفاصل لولایی و کشویی استفاده می-شود، تا کنون مدلی برای بادامک به عنوان یک مفصل سطح بالا ارائه نشده است. اما در این تحلیل به علت وجود بادامک در موتور نیاز به این مدل احساس گردید که این مدل توسعه یافت. از مزایای این روش ایجاد یکنواختی در شبیه سازی مکانیزم های دارای بادامک می باشد. برای ارزیابی صحت نتایج بدست آمده، شبیه سازی مدل فوق در نرم افزار adams نیز انجام شده که مقایسه نتایج دو حالت فوق نشان از صحت و دقت الگوریتم بکار رفته دارد.

چکیده: با گسترش صنعت خودرو و کاربرد موتورهای احتراق داخلی، بکارگیری یک الگوریتم مناسب جهت شبیه سازی و تحلیل دینامیکی این نوع موتورها جزء نیازهای اساسی در طراحی و بهینه سازی آنها محسوب می شود. به منظور بررسی وضعیت دینامیکی موتور و تعیین نیروهای اعمال شده بر قسمت های مختلف مکانیزم، به روشی نیاز است که از طریق آن بتوان توان دینامیکی موتور را برحسب سرعت و شتاب زاویه ای لحظه ای و در زوایای مختلف گردش میل لنگ محاسبه کرد. این تحقیق به شبیه سازی و تحلیل دینامیکی یک موتور احتراق داخلی چهار سیلندر خطی به روش دینامیک سیستم های چند عضوی و با بهره گیری از ماتریس های مکمل متعامد طبیعی تفکیک شده (denoc) می پردازد. این روش که ابتداً برای تحلیل سیستم های دینامیکی حلقه باز بسط و توسعه یافت، به سیستم های پیچیده حلقه بسته به خصوص روباتهای موازی نیز گسترش داده شد. از مزایای این روش عدم نیاز به محاسبه نیروهای داخلی و همچنین عدم محاسبه مشتقات پیچیده می باشد. از این رو تعداد مجهولات و حجم معادلات حرکت کاهش می یابد. در این تحقیق، مکانیزم لنگ و لغزنده و مکانیزم سوپاپ ها بعنوان یک مکانیزم چندمیله ای حلقه بسته در نظرگرفته شده است. با استفاده از روش مذکور، یک الگوریتم بازگشتی برای تحلیل سینماتیکی و دینامیکی این مکانیزم ها ارائه شده است. سپس با استفاده از این الگوریتم یک موتور مشخص مورد تحلیل قرار گرفته و نتایج بدست آمده مورد راستی آزمائی قرار گرفته است. یکی از دستاوردهای مهم این تحقیق، مدل جدیدی است که برای مکانیزم بادامک بر اساس روش های دینامیک سیستم های چند عضوی ارائه شده است. از آنجایی که در سیستم های رباتیکی عمدتاً از مفاصل ابتدائی (سطح پائین) یک درجه آزادی، مانند مفاصل لولایی و کشویی استفاده می-شود، تا کنون مدلی برای بادامک به عنوان یک مفصل سطح بالا ارائه نشده است. اما در این تحلیل به علت وجود بادامک در موتور نیاز به این مدل احساس گردید که این مدل توسعه یافت. از مزایای این روش ایجاد یکنواختی در شبیه سازی مکانیزم های دارای بادامک می باشد. برای ارزیابی صحت نتایج بدست آمده، شبیه سازی مدل فوق در نرم افزار adams نیز انجام شده که مقایسه نتایج دو حالت فوق نشان از صحت و دقت الگوریتم بکار رفته دارد. واژه های کلیدی: تحلیل دینامیکی، موتور احتراق داخلی، دینامیک سیستم های چند عضوی، ماتریس های denoc.