【正文】 摘 要 摘要 能源和環(huán)境保護(hù)是當(dāng)今世界發(fā)展的兩大主題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，柴油機(jī)的排放污染問題引起人們的廣泛關(guān)注。世界上的主要國家有了柴油機(jī)排放法規(guī)。對(duì)于柴油機(jī)來說，改善進(jìn)排氣效率、優(yōu)化配氣凸輪型線、合理選取配氣相位是降低尾氣排放的首要手段。本文通過ＧＴ－Ｐｏｗｅｒ建立柴油機(jī)整機(jī)模型，通過設(shè)計(jì)凸輪型線比較其性能參數(shù)的變化，根據(jù)性能比較可看出型線的設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，為柴油機(jī)的性能提高提供了重要的理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：柴油機(jī)，凸輪型線，配氣相位，優(yōu)化設(shè)計(jì)40AbstractAbstractEnergy and environmental protect are the two main themes of today39。s world. With the development of society and economy, pollutant emissions of diesel engines increasingly widespread attention. In the world have developed a diesel engine emission regulations. For diesel engines, the valve cam profile optimization, improving the intake and exhaust performance, a reasonable choice of valve timing is an important means of reducing emissions. In this paper, through the establishment of TY3100 overall performance model GTPower, optimized intake and exhaust angle closure late advance angle. Depending on the performance parison can be seen, the cam profile and valve timing not only improve the performance of high speed, but also improves the performance of low speed, nonroad diesel engines to improve the overall performance TY3100 provides an important theoretical basis. Keywords: diesel engine, cam profile, valve train，Optimized design.目 錄目錄摘要 1Abstract 2第一章 緒 論 5１．１引言 5１．２配氣機(jī)構(gòu)技術(shù)現(xiàn)狀與分析模型 5１．3凸輪型線設(shè)計(jì)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 6 7 7 7第二章 配氣凸輪型線的優(yōu)化設(shè)計(jì) 9 9 9 10 10 緩沖段設(shè)計(jì) 10——等速型 11 12 12 13第三章 柴油機(jī)的凸輪型線設(shè)計(jì) 16 高次方凸輪型線 17 17—升程計(jì)算 19—升程計(jì)算 22第四章 發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能模型的建立與分析 22 23 23 23 28第五章 結(jié)論 34致謝及聲明 35參考文獻(xiàn) 36第一章第一章緒論１．１引言配氣機(jī)構(gòu)是內(nèi)燃機(jī)的關(guān)鍵組成部分，而配氣機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件便是凸輪，配氣凸輪在配氣機(jī)構(gòu)中起至關(guān)重要的作用，其設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性與耐久性，并影響發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性還有運(yùn)轉(zhuǎn)性能，如內(nèi)燃機(jī)的噪聲、振動(dòng)及排放。發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的彈性變形會(huì)引起氣門劇烈振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)氣門將產(chǎn)生“飛脫＂和“反跳＂影響氣門機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行[5]。配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)氣和排氣通風(fēng)性能應(yīng)該良好，具有較大的時(shí)面值；同時(shí)，配氣機(jī)構(gòu)應(yīng)該具備動(dòng)力性良好，穩(wěn)定性好，振動(dòng)和噪聲小，無磨損、沖擊等現(xiàn)象。這就需要配氣機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件的加速度變化規(guī)律較好和正負(fù)加速度值較小，在內(nèi)燃機(jī)中凸輪驅(qū)動(dòng)整個(gè)配氣機(jī)構(gòu)，因此配氣凸輪的結(jié)構(gòu)很大程度上是可以決定配氣機(jī)構(gòu)的性能的，尤其是當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速提高后，凸輪型線設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的充排氣效率的影響將會(huì)變得更大。在要求上，氣門的通過能力與配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性間存在一定的矛盾，應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，設(shè)計(jì)要求的工作轉(zhuǎn)速，配氣機(jī)構(gòu)的剛度，等特點(diǎn)，在凸輪廓線的設(shè)計(jì)中來解決[6]。由此可知，影響配氣機(jī)構(gòu)工作質(zhì)量的關(guān)鍵部件就是配氣凸輪。怎樣將凸輪輪廓線設(shè)計(jì)的具有合理性是整個(gè)配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中最主要的問題。歸根結(jié)底，配氣凸輪的設(shè)計(jì)就是凸輪型線的設(shè)計(jì)，確保配氣機(jī)構(gòu)工作可靠性的前提下尋找最佳的凸輪型線設(shè)計(jì)參數(shù)是配氣凸輪型線優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目的[8]。配氣相位直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣性能，對(duì)燃燒過程的優(yōu)劣起著決定性的作用，因而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性及污染排放都有重要影響。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣提前角、遲閉角和排氣提前角、遲閉角這４個(gè)角度中，以進(jìn)氣遲閉角和排氣早開角最重要，進(jìn)氣遲閉角對(duì)進(jìn)氣充量系數(shù)影響最大，排氣提前角對(duì)換氣效率，功率損失影響最大。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，時(shí)代對(duì)柴油機(jī)的性能要求越來越高，行業(yè)開發(fā)者最近幾年的研究方向主要在，通過合理的選擇需要的參數(shù)，匹配與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使柴油機(jī)在排放，經(jīng)濟(jì)節(jié)能和動(dòng)力方面有所提高，使柴油機(jī)性能越來越好。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是凸輪型線對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響，設(shè)計(jì)中用到的仿真軟件是ＧＴ－Ｐｏｗｅｒ軟件。它的主要作用是模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程，繪制出性能曲線，首先要先建立其仿真模型[16]。通過繪制出的性能曲線，得出凸輪型線對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能不同影響的結(jié)論，這就為柴油機(jī)的性能提高和優(yōu)化改善，奠定了理論基礎(chǔ)。１．２配氣機(jī)構(gòu)技術(shù)現(xiàn)狀與分析模型發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件有很多，配氣機(jī)構(gòu)是主要部分之一，十分重要。它直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和耐久的性能，不僅如此，它還會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的其他好多方面有影響，比如說經(jīng)濟(jì)成本、節(jié)能排放。除此之外，它的性能的好壞也會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲與振動(dòng)。由此，便可以看出對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的要求更是日趨提高。在內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展過程中，配氣凸輪型線的優(yōu)化設(shè)計(jì)起到關(guān)鍵作用。在行業(yè)領(lǐng)域，內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)研究常用的兩種主要的研究方法是模擬計(jì)算和試驗(yàn)研究。１．3凸輪型線設(shè)計(jì)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀凸輪型線的設(shè)計(jì)有四十多年的發(fā)展歷史了，國外有些研究開發(fā)者從２０世紀(jì)６０年代就要對(duì)其有了深入研究。對(duì)比之下，中國在這方面會(huì)較晚些，中國的一些科學(xué)研究所國內(nèi)對(duì)凸輪型線的設(shè)計(jì)，另外還有動(dòng)力學(xué)計(jì)算方面的課題的研究大約自1973年。在這一段時(shí)間內(nèi)，中國的一些大學(xué)都研究出了一些成果。昆明理工大學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室對(duì)臥式型的２１１５柴油機(jī)其配氣凸輪型線，進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化及分析，氣門落座的反跳現(xiàn)象得到緩解。吉大研究方向主要在多質(zhì)量動(dòng)力學(xué)方面，并小有成績。天津內(nèi)燃機(jī)研究所在程序方面比較領(lǐng)先，其對(duì)配氣機(jī)構(gòu)建了單質(zhì)量的動(dòng)力學(xué)模型，并且編寫了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算程序。之后選擇一個(gè)柴油機(jī)，對(duì)其配氣系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算，分析得出結(jié)論。山大的主要關(guān)注點(diǎn)在設(shè)計(jì)內(nèi)燃機(jī)高次多項(xiàng)式配氣凸輪，在設(shè)計(jì)過程中，成功確定了最大速度點(diǎn)和最大加速度點(diǎn)的理想位置[22]。這兩點(diǎn)確定后，可以使加速度曲線的外形和重要特征得到基本控制。復(fù)