【正文】 ................................................................................................ 12 等加速凸輪 ........................................................................................................ 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 兩種凸輪型線凸輪轉(zhuǎn)角與升程的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算 ............................................ 17 高次式凸輪 1 轉(zhuǎn)角 —升程計(jì)算 .................................................................. 19 高次式凸輪 2 轉(zhuǎn)角 —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 目 錄 4 整機(jī)性能模型的建立 ........................................................................................ 23 數(shù)據(jù)分析 ............................................................................................................ 23 氣門最大升程對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響分析 ................................................. 23 配氣正時(shí)對(duì) 發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響分析 ............................................................. 28 第五章 結(jié)論 ................................................................................................................ 34 致謝及聲明 .................................................................................................................. 35 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 36 第一章 5 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。 關(guān)鍵詞：柴油機(jī)，凸輪型線，配氣相位，優(yōu)化設(shè)計(jì) Abstract 2 Abstract Energy and environmental protect are the two main themes of today39。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，柴油機(jī)的排放污染問(wèn)題引起人們的廣泛關(guān)注 。 世界上的主要國(guó)家有了柴油機(jī)排放法規(guī)。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 3 目錄 摘要 ................................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 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]。 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。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。通過(guò)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)。由此，便可以看出對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的要求更是日 趨提高。對(duì)比之下，中國(guó)在這方面會(huì)較晚些，中國(guó)的一些科學(xué)研究所國(guó)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。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。復(fù)旦的成績(jī)主要體現(xiàn)在程序、型線設(shè)計(jì)和凸輪靠模計(jì)算等方面。凸輪型線的設(shè)計(jì)有兩種方法：靜態(tài)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。由此在配氣凸輪型線設(shè)計(jì)過(guò)程中，配氣機(jī)構(gòu)的彈性變形還是需要考慮到，這便是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。它有良好第一章 7 的高速適應(yīng)性，原因在于它的氣門升程曲線取某種高次多項(xiàng)式。 一般情況下，對(duì)稱型的凸輪型線最為常見(jiàn)。新研發(fā)的超高增壓二次進(jìn)氣技術(shù)，是上海交大顧教授開發(fā)的，它也選用了非對(duì)稱 [14]。顯然，這些軟件一經(jīng)成熟必將成為 今后內(nèi)燃機(jī)配氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及 整機(jī)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)的極為有效和實(shí)用的工具 軟件 。此外，它 也會(huì) 直接影響 發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久 性 和 工作的 可靠性能 [24]。通過(guò)數(shù)值模擬的方法進(jìn)行優(yōu)化， 大大 減少了 設(shè)計(jì)者的 勞動(dòng) 工作量，使 研制 的 周期 大幅度縮短，同時(shí) 還可以得到很多在 實(shí)驗(yàn) 中 所無(wú)法得到的信息。 凸輪的設(shè)計(jì)手段 日新月異， 在 計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的今天，柴油機(jī)配氣凸輪型線的設(shè)計(jì)已從之前的只考慮靜態(tài)分析發(fā)展為動(dòng)靜態(tài)全面分析優(yōu)化 設(shè)計(jì) 的水平，將配氣凸輪型線和配齊機(jī)構(gòu)統(tǒng)一起來(lái)分析，從總體上考慮 ， 對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)性能進(jìn)行整體而全面的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì) 。在設(shè)計(jì)凸輪外形時(shí) 應(yīng)滿足下列要求 ： 1） 凸輪外形設(shè)計(jì)應(yīng)保證能獲得盡可能大的 時(shí)面 值， 意思就是 ， 氣門開啟和關(guān)閉的 速度 要 盡可能的 快，以求氣門接近全開位置 發(fā)生在 盡可能大的凸輪轉(zhuǎn)角內(nèi) ； 2） 凸輪外形 設(shè)計(jì)應(yīng)保證配氣機(jī)構(gòu)各零件所受的沖擊和跳動(dòng)盡可能小， 意思就是 正、負(fù)加速度要小，并且 加速度不 發(fā)生 突變，以求 使 配氣機(jī)構(gòu)工作 得到 更好的可靠性和耐久性。 5）凸輪最小曲率半徑不能過(guò)小。 最大許用接觸應(yīng)力根據(jù)凸輪與挺柱配對(duì)使用的材料、表面處理、潤(rùn)滑條件，挺柱形式、凸輪廓線形狀等各種不同情況而具有不同的值，可在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查到。 為適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)高速化的需要 ， 函數(shù)凸輪 應(yīng)運(yùn)而生 。這些函數(shù)曲線為三角函數(shù) 、 低次多項(xiàng)式等。 在 傳統(tǒng)的函數(shù)凸輪型線設(shè)計(jì) 方法中， 挺柱升程函數(shù) 的 確定是 凸輪 設(shè)計(jì)的 開始 ,然后 把配氣機(jī)構(gòu)視作完全的剛性體 ,通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué) 方法 直接得到氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。C 為系統(tǒng)剛度 (N/mm)。當(dāng) ε 時(shí) ,可采用組合曲線或高次方凸輪 ,以 使 發(fā)動(dòng)機(jī) 工作 更加平穩(wěn)性， 充氣性能 更加良好 。 為了解決上述問(wèn)題 ，在設(shè)計(jì)凸輪型線時(shí)，除了基本工作段外，還需要有緩沖段 。緩沖過(guò)度曲線所占凸輪轉(zhuǎn)角 ?一般在 15176。 在這種條件下， 如 配氣機(jī)構(gòu) 間隙發(fā)生改變 ，則 配氣相位 也會(huì)相應(yīng)的 發(fā)生較大 的 變化。其方程為 等加速段 ： 0≤??0 ≤ ?0 ???0 = ??2??02 ????0 = ????0 ????0 = ?? 等速段 ： ?0 ≤ ??0 ≤ ??0′ ???02 = ???01(??02 ??01)+ ??2?012 ????02 = ?01 ????