【正文】 人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出 ，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用其材料。 本文在綜合探討和了解國(guó)內(nèi)、外發(fā)動(dòng)機(jī)可變配氣相位技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上，具體介紹可變配氣相位 (VVT)技術(shù)在 四沖程四氣門 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用以及使用的優(yōu)點(diǎn)。在 高速高負(fù)荷工況下，采用高速凸輪型線工作，可延長(zhǎng)了氣門開(kāi)啟時(shí)間，可增大氣門升程，使更多新鮮空氣進(jìn)入氣缸中，可達(dá)到增大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率的目的。 low energy consumption。但隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染和能源短缺倍受關(guān)注，人類基于環(huán)境保護(hù)和人類可持續(xù)發(fā)展的要求，低能耗和低污染已成為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向。 與汽車相比，摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的未燃 HC排放很高?？勺兊呐錃庀辔唬?VVT）技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)中配氣相位固定不變的狀態(tài)，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍內(nèi)提供最佳的配氣正時(shí)，較好地解決了高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷與小負(fù)荷下動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的矛盾，同時(shí)在一定程度上改善了廢氣排放[4]。原因是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)，會(huì)由于氣門疊開(kāi) 角比理想值大，從而使部分新鮮混合氣和廢氣一起由排氣道排除從而造成油耗和排污的增加；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)，由于氣門疊開(kāi)角比理想值小，導(dǎo)致充入氣缸的新鮮混合氣的不足，從而導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)不能達(dá)到其最大功率 [5]。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 緒論 2 背景及意義 出于環(huán)境保護(hù)和人類可持 續(xù)發(fā)展的要求，低能耗和低污染已成為摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向和目標(biāo)。實(shí)施摩托車國(guó)三標(biāo)準(zhǔn)不僅是成本控制和市場(chǎng)的問(wèn)題，更是技術(shù)方面的問(wèn)題。從 1980 年到 1990 年年產(chǎn)量從 萬(wàn)輛增加到 97 萬(wàn)輛，年平均增長(zhǎng) 34%，從 1990 年到“八五”末期的 1995 年年產(chǎn)量 萬(wàn)輛，平均增長(zhǎng)速度為 %[1]。而大排量摩托車所占比例很少 [7]。 國(guó)內(nèi)、外研 究發(fā)展現(xiàn)狀 由于可變配氣相位技術(shù)的優(yōu)越性，在美國(guó)已有 800 多項(xiàng)專利產(chǎn)品。在提前調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門關(guān)閉角的工況，發(fā)動(dòng)機(jī) 4000r/min 全負(fù)荷工況下，扭矩平均增加 15Nm～ 30Nm，扭矩提高了 5%～ 8%，在滯后調(diào)整進(jìn)氣門關(guān)閉角時(shí)，標(biāo)定功率增加 15kW，功率提高了約 7%。④我國(guó)的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)，也正在全面推廣應(yīng)用電控汽油噴射技術(shù)，開(kāi)始采用頂置雙凸輪軸機(jī)構(gòu)，實(shí)施凸輪調(diào)相原理可變配氣相位機(jī)構(gòu)。 研究?jī)?nèi)容 跟蹤國(guó)際國(guó)內(nèi)車用發(fā)動(dòng)機(jī)可變配氣正時(shí)（ VVT， Variable Valve Timing ；VVL， Variable Valve Lift）的發(fā)展水平和技術(shù)現(xiàn)狀； 研究摩托車發(fā)動(dòng)機(jī) VVT 的基本原理、控制模式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理，探討如何運(yùn)用 VVT 解決高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷與小負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì) 性的矛盾； 以某型摩托車汽油機(jī)為對(duì)象，開(kāi)發(fā)適用四沖程四氣門配氣機(jī)構(gòu)的 VVT部件系統(tǒng)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制模塊），完成關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)和 VVT 部件裝配。 該機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件是可變配氣相位的液壓挺柱（見(jiàn)圖 21 中的零件 5）和高、低速凸輪，它是典型的傳統(tǒng)的杯狀液壓挺柱 [10]。 1進(jìn)氣凸輪軸 2鏈輪 3氣門彈簧 4進(jìn)氣門 5挺柱 6氣門墊片 7銷軸回位彈簧 8銷軸 9彈簧座 10氣門導(dǎo)管 11卡環(huán) 12氣門彈簧座 13氣缸蓋 圖 21 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 VVT 結(jié)構(gòu)及工作原理 5 圖 22 電子控制閥 工作原理及工作過(guò)程 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) ECU 發(fā)出指令， 電磁閥斷電，活塞由回位彈簧的彈力將活塞回位，使主油道的油道 B封閉，油道 B 不向油道供油，機(jī)油由油道 A經(jīng)回油道 C流出，銷軸大頭沒(méi)有受油壓的作用。這一過(guò)程中各部件的運(yùn)動(dòng)仍然是各自獨(dú)立的，高速氣門仍然在高速凸輪的控制下開(kāi)、閉，而低速氣門也仍然在中低速凸輪的控制下開(kāi)、閉。 ② 當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)， ECU發(fā)出指令 ，電磁閥斷電，活塞在活塞回位彈簧的彈力作用下回到原位置，活塞向左移動(dòng)封閉了油道 B，回油道 C 此時(shí)已打開(kāi)，高壓油由油道 A 經(jīng)回油道 C 流出，供油路線為：油道 A→回油道 C，銷軸大頭前腔的機(jī)油流回回油道。 2）氣門導(dǎo)管對(duì)氣門桿的上下運(yùn)動(dòng)有良好的導(dǎo)向作用。由于氣門工作溫度非常高并且其冷卻和潤(rùn)滑條件較差，而且還要承受氣體的壓力、氣門彈簧及傳動(dòng)組零件慣性力的作用，所以其材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛性和耐磨性。排氣門的材料一般采用耐熱合金鋼（如硅鉻鋼等） [11]。此外，如果結(jié)構(gòu)允許的情況下，盡量增加導(dǎo)管的長(zhǎng)度，適當(dāng)減小氣門桿與導(dǎo)管的間隙，以降低氣門的溫度 [12]。工作時(shí)需要承受較高的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，尤其是排氣門，由于經(jīng)常受高溫燃?xì)獾挠绊懀蚨子诋a(chǎn)生漏氣、腐蝕與燒損等現(xiàn)象，工作條件也更為嚴(yán)酷。因此要求氣門有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性 [11]。目前使用最多的是平頂式，原應(yīng)是其頭部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，吸熱面積小等。凹球面頂氣門頭部是在平頭氣門的頭部加工出一個(gè)球形凹坑，目的是減小氣門質(zhì)量，降低運(yùn)動(dòng)慣性力，還可以使氣門更近似于球形，有利于提高混合氣的形成質(zhì)量和火焰?zhèn)鞑ィ诵问娇墒褂糜谶M(jìn)、排氣門 [11]。 ③氣門錐面斜度： 在氣門開(kāi)啟初期及接近氣門關(guān)閉時(shí)，氣門錐面斜角θ的大小對(duì)于氣體的流重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 三、 VVT 零部件設(shè)計(jì) 9 通斷面有較大的影響。 排氣門頭部厚度： Te=（ — ） De=（ — ） 23=（ — ） mm，則 Te= 氣門錐面的寬度 b 與厚度 T 有關(guān)，一般當(dāng)θ =45176。反之，密封帶太窄，雖然密封性較好，但散熱不良，且接觸壓力較大，會(huì)加速氣門的磨損，因此需要綜合這兩個(gè)方面的因素來(lái)選取氣門密封帶的寬度，其寬度一般 到 ，此處選取寬度為 。如圖 31所示： 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 三、 VVT 零部件設(shè)計(jì) 10 圖 31 進(jìn)、排氣門 L: 設(shè)計(jì)氣門桿長(zhǎng)度取決氣缸蓋和氣門彈簧，一般設(shè)計(jì)短些，目的降低發(fā)動(dòng)機(jī)的總高度，減小氣門的質(zhì)量和慣性力等，通常：氣門桿長(zhǎng)度： L=（ — ） Di=（ 70— 98） mm，則 L=80mm。因此它的材料選用灰鑄鐵 HT200。 ②氣門彈簧 材料的選擇：查閱資料可以得到彈簧材料采用常用的 55CrSi 鋼絲。所以它的耐磨性、剛度、強(qiáng)度要好。由于其直徑小，因此材料采用較可靠的 2Cr18Ni9。如圖 35所示： 圖 35 氣門傳動(dòng)組的設(shè)計(jì) 本機(jī)構(gòu)是采用的頂置式雙凸輪軸，氣門傳動(dòng)組主要包括凸輪軸、鏈輪、挺柱等。 ：經(jīng)過(guò)查閱資料的可以的一下設(shè)計(jì)步驟 1)凸輪的基圓設(shè)計(jì)： 進(jìn)氣門 進(jìn)氣門挺柱 進(jìn)氣凸輪軸 一條鏈條同時(shí)驅(qū)動(dòng) 曲軸 排氣門 排氣門挺柱 排氣凸輪軸 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 三、 VVT 零部件設(shè)計(jì) 13 凸輪型線從基圓開(kāi)始繪制，從保證配氣機(jī)構(gòu)有足夠剛性的條件出發(fā)選擇它的 基圓半徑 Ro，其值在 Ro=（ — ） * hmax 范圍內(nèi)。 0176。 2).配氣相位與凸輪的作用角：φ 1= * （ 180176。） =91176。 2φ = 21?φ θ 2=91176。對(duì)于進(jìn)氣凸輪△ S=（ — ） mm，而排氣凸輪△ S=(— )mm。中低速凸輪：氣門全開(kāi)時(shí)間最短，且有早關(guān)現(xiàn)象；高 速凸輪：氣門全開(kāi)時(shí)間比中低速凸輪長(zhǎng)。凸輪轉(zhuǎn)到 f 點(diǎn)時(shí)，氣門開(kāi)度達(dá)到最大值以后逐漸降到 g點(diǎn)，氣門關(guān)閉。凸輪輪廓 bfg段的形狀，決定了氣門的升程及其升降過(guò)程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在工作中，兩個(gè)正時(shí)鏈輪均承受周期沖擊載荷，所以應(yīng)有較好的抗沖擊載荷的能力和抗疲勞的能力。本機(jī)構(gòu)的挺柱的形狀如圖 38所示?？紤]到時(shí)有油壓處不能漏油，所以，與挺柱配合的氣缸蓋壁要有較好的光潔度。顯然，目前的我國(guó)摩托車技術(shù)在這方面有著明顯的不足，那是由于當(dāng)前的摩托車都是采用固定配氣相位技術(shù)。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 四、結(jié)論 16 四、結(jié) 論 大四最后一學(xué)期里，經(jīng)過(guò)了為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)專周，這就意味著我的大學(xué)生活即將結(jié)束。本文以可變進(jìn)氣系統(tǒng)這一類型為指導(dǎo)設(shè)計(jì)了一種新型的 VVT（可變配氣正時(shí)）直動(dòng)式 機(jī)構(gòu)，可以廣泛應(yīng)用于采用雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)。 3．這一方案盡管是針對(duì)摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)而設(shè)計(jì)的，而對(duì)其他在多工況下運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)也有一定的參考價(jià)值。 感謝 你們 在這 四年 里 無(wú)論是生活中還是學(xué)習(xí)上 對(duì)我的 幫助。感謝同學(xué)們對(duì)我的幫助。 四 年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的 知識(shí)，更重要的是在閱讀、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊視野還有老師和同學(xué)們深厚的師生情和兄弟情意 。此次設(shè)計(jì)也讓我學(xué)到了不少相關(guān) VVT 機(jī)構(gòu)的知識(shí)，這使我的知識(shí)更加廣泛 也更加鞏固了我的專業(yè)知識(shí) 。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！