【正文】 02 = 0 式中 ??—— 預(yù)先選定的加速度值 ?01—— 預(yù)先選定的加速度所占凸輪轉(zhuǎn)角 ??02—— 預(yù)先選定的等速段所占凸輪轉(zhuǎn)角 第二章 12 這種緩沖曲線具有如下優(yōu)點 ： 當(dāng)配氣機構(gòu)間隙 出現(xiàn) 變化時， 等速段能保證氣門總以 恒定 的速度開啟和落座；這種緩沖曲線在等速段的變化率較大， 導(dǎo)致的 結(jié)果便是 使配氣機構(gòu)間隙發(fā)生變化 時 ，或在剛度及凸輪制造尺寸 存在 差異時， 由其引起的氣門開啟與落座點的變化較小，從而 減小 對配氣定時的影響 ； 等加速段 的作用 就是 保證挺 柱 由實際基圓過渡到緩沖段工作 時 ，速度由零 慢慢 增大， 不產(chǎn)生突變 ， 工作平穩(wěn)，且緩沖段的終點 的 加速度為 0， 工作過程中 沖擊和噪聲也較小。其方程式為 ???0 = ???(1? cos ??2?0′??) ????0 = ??? ??2?0′sin ??2?0′?? ????0 = ???( ??2?0′)2cos ??2?0′?? 由于 這種 類型的 緩沖過度曲線 其 終點的加速度為零， 所以 工作過程中的 沖擊和噪聲就 較 小。這些凸輪的計算在一般的內(nèi)燃機設(shè)計教材 和手冊中 都有敘述，這里就不多說了。這些 凸輪的 ?(??)，除了 等加速凸輪 的二階導(dǎo)數(shù)為間斷外，其余幾種凸輪的二階導(dǎo)數(shù)都是連續(xù)的 [17]。多項式的組成形式可以有許多種 ， 其中一類國內(nèi)成為高次方凸輪。 3） 動力修正式 上 面 介紹的 兩類凸輪 的 設(shè)計都是從選取適當(dāng)?shù)??(??)出發(fā)的 。這類凸輪在設(shè)計轉(zhuǎn)速下 應(yīng) 該能 夠 達到較理想的工作狀態(tài)，但需留心其在非設(shè)計轉(zhuǎn)速下的震動形態(tài)等。 第一類等加速凸輪相應(yīng)的挺柱升程曲線公式 為 第二章 14 h = ?(??) = {??0 +??1?? +??2??2, 當(dāng) 0≤ α ≤ ??1??0 + ??1??+ ??2??2, 當(dāng) ??1 ?? ≤ ??2?? , 當(dāng) ??2?? ≤ ???? 這里 h為 升程， α為 凸輪軸轉(zhuǎn)角， ??0， ??1， ??2， ??0， ??1， ??2??， ??1， ??2， ????均為 常數(shù)。故可推出 ， ??1 = ??0?? 3） α=??1時 ， ?(??)保持連續(xù) ，即得 ??0 + ??1??1 +??2??12 = ??0 +??1??1 +??2??12 4) α=??1時， ???????保持 連續(xù)，即得 ??1 +2??2??1 = ??1 + 2??1??1 5) α = ??2時， ?(??)保持連續(xù) ，即得 ??0 + ??1??2 +??2??22 = ?? 6) α = ??2時， ???????保持連續(xù) ，即得 ??1 + 2??2??2 = 0 八個待定常數(shù) 必須滿足以上六式中的六個條件，還缺少兩個條件，所以可以自行給出兩個參數(shù)來確定一條升程曲線。根據(jù)配氣機構(gòu)凸輪型線選擇參考系 配氣機構(gòu)振動特征數(shù)E,該機型可 以選 用的型線形式有組合式和高次方兩類 (E=)。設(shè)計中 取 兩組一組為 m取 2,n 取 6。 α59176。 為間隔計算轉(zhuǎn)角對應(yīng)的氣門升程， 由于 本次設(shè)計采用的均是對稱凸輪所以只計算其中一半 。 ????為基本段半包角 ,為 59176。 ????為基本段半包角 ,為 59176。因配氣機構(gòu)中各零件的彈性變形 會通過 凸輪 輪廓線 所決定 的挺柱運動傳到位于一條很長 的彈性傳動鏈末端的氣門那里，便產(chǎn)生很大的畸變。這 是因為 ：在 實際 升程小于理論升程時，氣門驅(qū)動機構(gòu) 在 載荷的作用 下 會產(chǎn)生 壓縮變形；在實際升程大于理論升程時，氣第三章 21 門驅(qū)動機構(gòu)的傳動鏈中出現(xiàn)了脫節(jié)。 第四章 22 第四 章發(fā)動機整體性能模型的建立 與 分析 GTPOWER 是 模擬 發(fā)動機 工作過程 的 計算 機 軟件 ,功能和 AVL BOOST 相似 ,例如作一個多缸 增壓柴油機 的計算。 ＧＴ－Ｐｏｗｅｒ主要 應(yīng)用于進、排氣管路設(shè)計，氣門升程曲線和配氣相位優(yōu)化，渦輪增壓系統(tǒng)開發(fā)，ＥＧＲ系統(tǒng)設(shè)計，與ＳＴＡＲＣＤ和ＦＬＵＥＮＴ聯(lián)合計算三維ＣＦＤ分析，缸內(nèi)熱力學(xué)分析，燃燒分析，開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計，進、排氣噪聲分析，諧振腔和消聲器噪聲控制，瞬態(tài)渦輪增壓反應(yīng)等。 首先先來分析 兩個凸輪型線不同升程對發(fā)動機性能影響。 凸輪型線 1分析結(jié)果 ： 第四章 24 圖 曲軸 轉(zhuǎn)角與升程關(guān)系 由圖可看出這一型線設(shè)計 的最大升程為 第四章 25 圖 燃油消耗率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化曲線 此圖表示出在發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到 3200 轉(zhuǎn)時 燃油消耗率最高為 ， 在轉(zhuǎn)速為1400 轉(zhuǎn) 時燃油消耗率最低為 。 第四章 27 圖 燃油消耗率 隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化曲線 此圖表示出在發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到 3200 轉(zhuǎn)時 燃油消耗率最高為 ， 在轉(zhuǎn)速為 1400 轉(zhuǎn) 時燃油消耗率最低為 。 配氣正時 對發(fā)動機性能影響分析 本文選取 高次方式凸輪型線 2 模型作為 研究對象，通過改變其配其正時 來比較發(fā)動機性能的變化 。 第四章 31 圖 充氣效率 隨發(fā)動機 轉(zhuǎn)速的變化曲線 由圖可見 在轉(zhuǎn)速為 2600 轉(zhuǎn) /分 時 充氣效率最大 為 。 將兩組數(shù)據(jù) 置于表中比較比較如下 表 角度（176。 致謝及聲明 35 致謝及聲明 首先 ，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師孟建老師 ， 感謝他在畢業(yè)設(shè)計期間對本人的悉心教導(dǎo)，感謝他在輔導(dǎo)我撰寫論文期間 ， 花費了 大量的精力和時間 ，對我論文內(nèi)容和框架的多次審閱及修改 。 最后 ，感謝我偉大的山東理工大學(xué) 給了我 如此優(yōu)秀的成長平臺。哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)動力王程， 20xx， 6. [8]馮仁華．發(fā)動機配氣機構(gòu)優(yōu)化改進設(shè)計 [D]．湖南：湖南大學(xué)動力機械及王程， 20xx [9]郭磊，褚超美，陳家琪．高次多項式凸輪型線特性參數(shù) 對配氣機構(gòu)性能影響的研究【Ｊ】．內(nèi)燃機工程，20xx，２６（１）：２０－２３ [10]邱述剛，褚超美．非對稱式Ｎ次諧波凸輪型線設(shè)計方法的研究【Ｊ】．內(nèi)燃機工程，20xx，２７（３）：４３－４６ [11]喬軍，李國祥．ＷＤ６１８．４２柴油機配氣凸輪型線的改進設(shè)ｉｆ［Ｊ］．內(nèi)燃機工程，20xx，２７（５）：５０－５３ [12]馬永有，黃亞宇，初學(xué)豐．內(nèi)燃機配氣機構(gòu)凸輪型線設(shè)計方法研究【Ｊ】．昆明理工大學(xué)學(xué)報，１９９８，２４（４）：１５．２０ [13]王軍崗，俞水良．機車柴油機配氣凸輪型線及機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的探討【Ｊ 】．內(nèi)燃機車，20xx，（３）：７－１２ [14]ＡＶＬ－ｔｙｃｏｎＵｓｅｒ’ＳＧｕｉｄｅ．Ｖｅｒｓｉｏｎ５，２，20xx武漢理工大學(xué)碩＋學(xué)位論文． [15]瞿爽．高速柴油機配氣機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法與配氣凸輪型線設(shè)計軟件研究【Ｄ】．湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文，20xx。 參考文獻 36 參考文獻 [1] 郭蘭 .配氣機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 [J].汽車工程師， 20xx（ 10）： 3134. [2] 朱堅，盧松卓，馬長慧等 .柴油機配氣機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 [J].裝備制造技術(shù)：20xx（ 3）： 1821 [3] 張曉蓉，朱才朝，吳佳蕓 .內(nèi)燃機配氣機構(gòu)系統(tǒng)動力學(xué)分析 [J].重慶大學(xué)學(xué)報， 20xx： 294298. [4] 張京南 .280/330 單缸機配氣機構(gòu)總體設(shè)計及仿真 [D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)， 20xx [5]劉宇．基于 GTPower 的汽油機仿真及優(yōu)化設(shè)計 [D]．吉林：吉林大學(xué)動力機械及工程， 20xx。 其次我要感謝 熱能與動力工程的全體老師和同學(xué)們 4 年來 對我的關(guān)心和支持。 第五章 34 第五章 結(jié)論 本文在查閱了大量相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，以 4108 柴油機為研究對象， 通過ＧＴ－Ｐｏｗｅｒ軟件建立柴油機整機性能模型，分析了凸輪型線 對發(fā)動機性能 的影響 ， 通過以上的研究，得到了以下結(jié)論： （１） 設(shè)計凸輪型線 時 適當(dāng)增加其最大升程可以全面增加發(fā)動機的性能，包括燃油消耗率，發(fā)動機最大功率及 充氣效率 均得到優(yōu)化 。 圖 功率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化曲線 由圖可見 當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速為 3200 轉(zhuǎn) /分 時功率達到峰值為 。 第四章 30 圖 燃油消耗率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化曲線 由圖可知 在發(fā)動機轉(zhuǎn)速到達 3200 轉(zhuǎn) /分時 燃油消耗率最大為 ， 在轉(zhuǎn)速到達 1400 轉(zhuǎn) /分 時燃油消耗率最低為 。 圖 充氣效率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化曲線 由圖可知 發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到 2400 轉(zhuǎn) /分 時充氣效率最大為 。 第四章 26 圖 充氣效率 隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的曲線 由圖可知 發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到 2400 轉(zhuǎn) /分 時充氣效率最大為 。 數(shù)據(jù)分析 氣門最大升程對發(fā)動機性能的影響分析 將凸輪型線 1的 轉(zhuǎn)角 —— 升程數(shù)據(jù) 輸入到 模型中 ， 并設(shè)置其 升程系數(shù) 為 。柴油 發(fā)動 機模型包括 進 氣系統(tǒng) 和排氣系統(tǒng) 、 汽缸 、曲軸箱、噴油器等，計算模型如圖 。 GTPower 包括在 GTSuite 中 ，是其 系列軟件中的一部分，涵蓋了發(fā)動機本體、驅(qū)動系統(tǒng)、 冷卻系統(tǒng) 、燃油供給系統(tǒng)、 曲軸機構(gòu)、 配氣機構(gòu) 六個方面。 此外，由于振動使氣門落座速度超過了設(shè)計值， 造成氣門的反跳 現(xiàn)象 ， 這也 嚴重的影響 了氣門和氣門座的工作可靠性和耐久性。這些因素使氣門 理論生成曲線 與實際升程曲線差別 更大 。 在此之前所討論的 配氣機構(gòu)，都是在假設(shè)配氣機構(gòu)是剛性的條件下進行的。 α59176。 α59176。 ????為基本段半包角 ,為 59176。 高次方函數(shù) 2為 ?(??) = ???2 +??4+ ??16 ? ??28 + ??40 其中將最大升程調(diào)整為 。 ??0 = ????????? ???? = ????????????????+ ????(???? +???? + ???