【正文】 . 30 參考文獻(xiàn) ................................................................. 31 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 引言 目前，世界范圍內(nèi)柴油機(jī)的性能指標(biāo)日益提高， 噴油系統(tǒng)的最新發(fā)展已經(jīng)極大地推動(dòng)了現(xiàn)代柴油機(jī)的進(jìn)步， 直噴式柴油機(jī)對噴油系統(tǒng)要求較高，需要高的噴油速率和噴油壓力。大功率高強(qiáng)化中高速柴油機(jī)的發(fā)展對供油凸輪也提出了更高的要求，在噴油壓力高達(dá) 100MPa 以上時(shí)，要求燃油噴射系統(tǒng)提供大噴油速率、良好的噴油規(guī)律和較低的接觸應(yīng)力。因此傳統(tǒng)的供油凸輪已不能適應(yīng)這種趨勢，急待采用新型的供油凸輪。 供油凸輪是柴油機(jī)噴油泵組件之一，供油凸輪的外形對供油特性有重大影響，它是柱塞幾何供油規(guī)律的主要決定 因素，在一定程度上影響到噴油規(guī)律。凸輪外形決定了柱塞運(yùn)動(dòng)的速度和加速度，對高壓系統(tǒng)的瞬時(shí)最高油壓、供油持續(xù)期、供油量、霧化質(zhì)量及剩余油壓等有密切關(guān)系，同時(shí)也對運(yùn)動(dòng)零部件的加速度和慣性力有直接影響，這關(guān)系到凸輪和滾輪的工作可靠性。近年來，隨著制造工業(yè)的不斷發(fā)展，對柴油機(jī)供油凸輪的外形輪廓要求越來越高，人們都在致力于優(yōu)化設(shè)計(jì)供油凸輪外形輪廓。本文以美國 EMD機(jī)車柴油機(jī)供油凸輪和國產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)供油凸輪為研究分析對象，我們收集實(shí)測相關(guān)數(shù)據(jù)，采用 CAD軟件繪制供油凸輪型線圖，利用 EXCEL軟件模擬分析得到供油凸輪 從動(dòng)件升程、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)特性曲線，將兩種凸輪進(jìn)行對比分析，分析各自的優(yōu)劣，以此更好的吸收最新的設(shè)計(jì)理念，對我國未來柴油機(jī)供油凸輪的發(fā)展提供重要借鑒并提出修改意見。 國內(nèi)外機(jī)車柴油機(jī)供油凸輪發(fā)展?fàn)顩r及相關(guān)介紹 美國內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)發(fā)展很快，其技術(shù)水平可以代表國外內(nèi)燃機(jī)車先進(jìn)水平。在 20世紀(jì) 90年代，美國內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在機(jī)車功率大幅度提高，出現(xiàn)了功率達(dá)4632kw（ 6300hp）的內(nèi)燃機(jī)車 。 16V265H型柴油機(jī)是美國 EMD公司于 20世紀(jì) 90年代末開發(fā)研制的車用大功率中速柴油機(jī)，它是 EMD公司 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的第一款四沖程柴油機(jī)，目前在 國內(nèi)市場為該公司贏得聲譽(yù)的 645和 710系列柴油機(jī)均為二沖程柴油機(jī)。 16V265H型柴油機(jī)的主要市場目標(biāo)定位于機(jī)車，船舶，固定發(fā)電等應(yīng)用領(lǐng)域。目前， 16V265H型柴油機(jī)已由大連機(jī)車車輛有限公司以技術(shù)引進(jìn)的方式進(jìn)行國產(chǎn)化生產(chǎn)，作為 HXN3型機(jī)車的牽引動(dòng)力。 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 16V265H型柴油機(jī)采用的電噴控制系統(tǒng)是由 EMD公司自主研發(fā)的技術(shù)產(chǎn)品，在16V265H型柴油機(jī)投入市場之前，該系統(tǒng)已經(jīng)在 710系列柴油機(jī)上廣泛應(yīng)用，實(shí)用性和可靠性得到了充分驗(yàn)證，是一個(gè)經(jīng)過多年發(fā)展和完善的電噴控 制系統(tǒng)。 通過對供油凸輪的采樣與實(shí)測，得到了凸輪的全部參數(shù)；由凸輪的運(yùn)動(dòng)特性曲線可知 16V265H 型柴油機(jī)采用的是函數(shù)型供油凸輪。 國內(nèi)干線機(jī)車柴油機(jī)的供油凸輪大多采用幾何供油凸輪。如大連機(jī)車廠生產(chǎn)16V240ZJB柴油機(jī)采用的是凹面三圓弧供油凸輪；早期從美國 GE公司引進(jìn)的 ND5型機(jī)車柴油機(jī)采用的也是凹面三圓弧供油凸輪 [1]。幾何型面供油凸輪由于型線簡單，易于設(shè)計(jì)，便于加工，且能滿足一般柴油機(jī)的性能要求，因而至今仍被廣泛應(yīng)用。供油凸輪是柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的主要部件之一，凸輪型線設(shè)計(jì)的是否合理，對噴油性能和 整機(jī)性能都有很大的影響，因此，柴油機(jī)供油凸輪型線的研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)一直以來是各國柴油機(jī)專家的重要研究方向。 國內(nèi)外供油凸輪對比分析研究的必要性和意義 目前，國內(nèi)外的柴油機(jī)研制廠家開始對供油凸輪的函數(shù)化感興趣，都在探索如何通過函數(shù)型面以滿足柴油機(jī)對噴射性能和自身動(dòng)力學(xué)性能提出的苛刻要求。法國熱機(jī)研究所在 PA PA6機(jī)型上，應(yīng)用諧波函數(shù)凸輪既保持了高的柱塞平均速度，又減小了噴油段的沖擊，改善了彈簧的工作條件，得到了滿意的效果，但在理論研究方面尚有待進(jìn)一步的深入。世界范圍內(nèi)各大廠家的競爭加速了柴油機(jī)的發(fā)展 ，為與 GE公司競爭北美市場， EMD公司從 1996年開始研制 H（ HERO）系列四沖程柴油機(jī)。本文以從美國 EMD 公司引進(jìn)的 16V265H 型機(jī)車柴油機(jī)供油凸輪和國產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)供油凸輪為研究對象，對其供油凸輪結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析對比，對供油凸輪的特性進(jìn)行了解析，以此更好的消化吸收先進(jìn)柴油機(jī)供油凸輪的最新的設(shè)計(jì)理念。 本文的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容 本文以美國 EMD機(jī)車 16V265H柴油機(jī)供油凸輪和國產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)車 16V240ZJB柴油機(jī)供油凸輪為研究分析對象，對兩者進(jìn)行對比分析，主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)： （ 1） 對國內(nèi)外機(jī) 車柴油機(jī)供油凸輪發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行闡述，并說明對比分析研究的必要性和意義 （ 2） 對工程繪圖軟件 Auto CAD 以及數(shù)據(jù)分析軟件 EXCEL 進(jìn)行介紹 （ 3） EMD 機(jī)車 16V265H 型 柴油機(jī)供油凸輪的分析研究 （ 4） 國產(chǎn) 16V240ZJB 型柴油機(jī)供油凸輪的分析研究 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 （ 5） 從供油凸輪型線圖，供油凸輪從動(dòng)件升程、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)特性曲線出發(fā)，將兩種凸輪進(jìn)行對比分析，分析各自優(yōu)劣 （ 6） 對對比分析結(jié)論做出總結(jié)，并提出合理的改進(jìn)意見，以便更好的消化吸收先進(jìn)柴油機(jī)供油凸輪的最新的設(shè)計(jì)理念，對我國未來柴油機(jī)供油凸輪的發(fā)展提供重要借鑒 本章小結(jié) 本章 主要闡述了本課題的來源及研究本課題的意義和重要性。講述了柴油機(jī)供油凸輪的工作狀況，在工作中對噴油泵的影響，介紹了國內(nèi)外機(jī)車柴油機(jī)供油凸輪的發(fā)展?fàn)顩r。闡述了本文的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容，通過對 供油凸輪的特性的分析研究，更好的消化吸收先進(jìn)柴油機(jī)供油凸輪的最新的設(shè)計(jì)理念，對我國未來柴油機(jī)供油凸輪的發(fā)展提供重要借鑒，并揭示未來柴油機(jī)供油凸輪的發(fā)展趨勢，具有工程實(shí)踐意義。 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 軟件介紹 CAD 軟件介紹 CAD(Computer Aided Design,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) )是隨著計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備和軟件的迅速發(fā)展而形成的一門新興技術(shù)，是電子信息技術(shù)與工程產(chǎn)業(yè)技術(shù)的結(jié)晶。 CAD通過交互式圖形顯示、實(shí)時(shí)構(gòu)造、編輯、變換及修改并存儲(chǔ)各類幾何及拓?fù)湫畔?，利用?yīng)用程序進(jìn)行工程計(jì)算分析，并對設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬、優(yōu)化、確定產(chǎn)品主要參數(shù)，利用圖形處理和動(dòng)畫技術(shù)對模型進(jìn)行仿真檢驗(yàn)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪圖并輸出圖紙、數(shù)據(jù)等各種形式的設(shè)計(jì)結(jié)果，以及數(shù)據(jù)交換，并為 CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工 藝安排 ） 、 CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）、 PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）及 CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）以至 MRPII（制造資源管理系統(tǒng)）、 ERP（企業(yè)資源管理系統(tǒng)）、 MIS（管理信息系統(tǒng)）等產(chǎn)業(yè)信息化系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 CAD 成為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。 CAD技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空、航天、汽車、船舶、輕工、紡織、建筑及工程建設(shè)等各個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，成為提高產(chǎn)品與工程技術(shù)水平、降低消耗、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、大幅提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。 CAD 技術(shù)及其應(yīng)用程度已成為衡量一個(gè)國家科技現(xiàn) 代化和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。 人類已經(jīng)跨入了網(wǎng)絡(luò)信息化時(shí)代。全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程明顯加速，市場競爭要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過程朝向小批量、多樣化、個(gè)性化的方向發(fā)展，同時(shí)更新更快、成體更低。異地設(shè)計(jì)、異地編程、異地加工、異地裝配 遠(yuǎn)設(shè)計(jì)、異地編程、異地加工、異地裝配 遠(yuǎn)程協(xié)同設(shè)計(jì)、虛擬制造、 BABLESS、 FOUNDRY 為特征的“知識經(jīng)濟(jì)” 正在借助 CAD 與 INTERNET/INTRANET 迅速向我們。 CAD（ Computer Aided Design ）的含義是指計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)重要的應(yīng)用 領(lǐng)域。 Auto CAD 則是美國 Autodesk 企業(yè)開發(fā)的一個(gè)交互式繪圖軟件，是用于二維及三維設(shè)計(jì)、繪圖的系統(tǒng)工具，用戶可以使用它來創(chuàng)建、瀏覽、管理、打印、輸出、共享及準(zhǔn)確復(fù)用富含信息的設(shè)計(jì)圖形。 Auto CAD 是目前世界上應(yīng)用最廣的 CAD 軟件，市場占有率位居世界第一。 Auto CAD 軟件具有如下特點(diǎn)： （ 1）具有完善的圖形繪制功能 （ 2）有強(qiáng)大的圖形編輯功能 （ 3）可以采用多種方式進(jìn)行二次開發(fā)或用戶定制 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 （ 4）可以進(jìn)行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力 （ 5）支持多種硬件設(shè)備 （ 6）支持多種操作 平臺 （ 7）具有通用性、易用性，適用于各類用戶 此外，從 Auto CAD2020 開始，該系統(tǒng)又增添了許多強(qiáng)大的功能，如 Auto CAD設(shè)計(jì)中心（ ADC）、多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境（ MDE）、 Inter 驅(qū)動(dòng)、新的對象捕捉功能、增強(qiáng)的標(biāo)注功能以及局部打開和局部加載的功能，從而使 AutoCAD 系統(tǒng)更加完善。 雖然 Auto CAD本身的功能集已經(jīng)足以協(xié)助用戶完成各種設(shè)計(jì)工作，但用戶還可以通過 Auto desk 完成各種設(shè)計(jì)工作，但用戶還可以通過 Auto desk 以及數(shù)千家軟件開發(fā)商開發(fā)的五千多種應(yīng)用軟件把 Auto CAD 改造成為滿足各專業(yè)領(lǐng)域的專用設(shè)計(jì)工具。這些領(lǐng)域中包括建筑、機(jī)械、測繪、電子以及航空航天等。 Auto desk 企業(yè)成立于 1982 年 1月，在二十多年的發(fā)展歷程中，該企業(yè)不斷豐富和完善 Auto CAD 系統(tǒng)，并連續(xù)推出各個(gè)新版本，使 Auto CAD由一個(gè)功能非常有限的繪圖軟件發(fā)展到了現(xiàn)在功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定、市場占有率位居世界第一的 CAD系統(tǒng)，在城市規(guī)劃、建筑、測繪、機(jī)械、電子、造船、汽車等許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 當(dāng)前，最新版本的 Auto desk Auto CAD 2020 官方已正式發(fā)行，最新軟件版本將直觀強(qiáng) 大的概念設(shè)計(jì)和視覺工具結(jié)合在一起，促進(jìn)了 2D設(shè)計(jì)向 3D設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換。 Auto desk 推出 Auto CAD 2020 軟件 ， 2020 年 3月份出正式版本 ， 幫助建筑師 、 工程師 和設(shè)計(jì)師 更充分的實(shí)現(xiàn)他們的想法 。 歐特 克 在 2020 年世界媒體日上提出了更為壯觀 、 令人向往的戰(zhàn)略前景 ， 并展示了幾乎覆蓋現(xiàn)代社會(huì)各行業(yè)的 Auto desk 2020 系列數(shù)字設(shè)計(jì)軟件產(chǎn)品 ， 這些產(chǎn)品除將滿足企業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的需求之外 ， 還能夠支持各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等行業(yè)新方向 。 Auto CAD 2020 出現(xiàn) 了 一個(gè)類似于 Office 的宏錄制器的功能 ， 可以把你的操作過程和步驟錄制下來 。 Auto desk Auto CAD 2020 版本將更有成效地幫助用戶實(shí)現(xiàn)更具競爭力的設(shè)計(jì)創(chuàng)意 ，其在用戶界面上也有了重大改進(jìn) 。 Auto CAD 2020 軟件整合了制圖和可視化 ， 加快了任務(wù)的執(zhí)行 ， 能夠滿足了個(gè)人用戶的需求和偏好 ， 能夠更快地執(zhí)行常見的 CAD任務(wù) ， 更容易找到那些不常見的命令 。 新版本也能通過讓用戶在不需要軟件編程的情況下自動(dòng)操作制圖從而進(jìn)一步簡化了制圖任務(wù) ， 極大地提高了效率 。 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 軟件介紹 Microsoft Excel 是 辦公室 自動(dòng)化 中非常重要的一款 軟件 ， 很多巨型國際企業(yè)都是依靠 Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。它不僅僅能夠方便的處理表格和進(jìn)行圖形分析 ， 其更強(qiáng)大的功能體現(xiàn)在對數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理和計(jì)算， Excel 是 微軟 公司 的辦公軟件 Microsoft office的組件之一 ， 是由 Microsoft 為 Windows 和 Apple Macintosh 操作 系統(tǒng) 的電腦而編寫和運(yùn)行的一款試算表軟件。直觀的界面 、 出色的計(jì)算功能和圖表工具 ， 再加上成功的市場營銷 ， 使 Excel 成為最流行的微機(jī)數(shù)據(jù)處理軟 件。 Excel 是微軟公司 Office 辦公軟件中的一個(gè)組件，可以用來制作電子表格、完成 許多復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，具有強(qiáng)大的制作圖表的功能。 在 Excel 中，工作表是一個(gè)由行和列組成的表格，工作薄是工作表的集合。工作薄是計(jì)算和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的文件，每一個(gè)工作簿都可以包含多張工作表，因此，可以在一個(gè)工作薄中管理各種類型的相關(guān)信息。工作表是用來存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)的最主要文檔，所有對數(shù)據(jù)進(jìn)行的操作，都是在工作表上進(jìn)行的。工作表名稱顯示于工作簿窗口底部的工作表標(biāo)簽上。 Excel 中關(guān)于圖表類型，共有 14 種標(biāo)準(zhǔn)圖表類型，每一種類型又有 2～ 7個(gè)子類型。同時(shí)，還有 20種自定義圖表類型，他們可以是標(biāo)準(zhǔn)類型 的變異，也可以是標(biāo)準(zhǔn)類型的組合，每種類型主要是在顏色和外觀上有所區(qū)別。下面對每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖表類型加以描述。 ：面積圖表現(xiàn)了數(shù)據(jù)在一段時(shí)間內(nèi)或者類型中相對關(guān)系。一個(gè)值所占的面 積越大那么它在整體關(guān)系中所占的比重就越大 ：條形圖使用水平條的長度表示它所代表的值的大小 ：氣泡圖對三個(gè)系列的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。它與 XY 圖標(biāo)很相似， X軸和 Y軸 共同表示兩個(gè)值，但是氣泡的大小由第三值確定 ：柱形圖是條形圖的變體。在 Excel 中，柱形圖是默認(rèn)圖表類型 ：錐形圖是條形圖或柱形 圖