【正文】 在此基礎(chǔ)上，我增加了一個(gè) vtc 控制機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)很好的讓凸輪軸的相位連續(xù)變化，保證了最佳的進(jìn)排氣氣門重疊時(shí)間，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。當(dāng)需要改變配氣相位時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)就可以控制氣門正時(shí)了。 搖臂比 搖臂有長(zhǎng)、短臂之分，長(zhǎng)短之比成為搖臂比，其值在 左右。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 20 頁(yè) 共 30 頁(yè) 凸輪軸的剛度校核 凸輪軸在氣門挺柱的作用力下，將產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。 因?yàn)楣ぷ骼€與理論廓線在法線方向的距離等于滾子半徑 r ，故當(dāng)已知理論廓線上任意一點(diǎn)（ x， y）時(shí)，只要沿里輪廓線在該店的法線方向上的相應(yīng)點(diǎn)（ yx ??， ）。 凸輪工作段運(yùn)動(dòng)曲線設(shè)計(jì) 發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)配氣凸輪外形設(shè)計(jì)的要求 歸根到底 為對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求。如前所述，當(dāng)氣門通流截面的面積等于氣道喉口截面面積時(shí)，氣門通流截面對(duì)氣流影響較小。例如凸輪工作時(shí)與挺住接觸，受到擠壓和磨損，要求耐疲勞耐磨損并能與挺住材料匹配。發(fā)動(dòng)機(jī) 以較低速度運(yùn)行 時(shí)，小活塞 處于不動(dòng)，此時(shí) 3個(gè)搖臂分離， 左右 2 個(gè)凸輪分別推動(dòng) 與之相 應(yīng)的搖臂， 來 控制 2個(gè)進(jìn)氣門的開閉， 此時(shí)的氣門升程較小 。即， 正時(shí)帶輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 5 頁(yè) 共 30 頁(yè) 圈 ，凸輪軸 隨之 轉(zhuǎn)動(dòng) 圈 。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的影響被考慮在了安全系數(shù)之內(nèi)，可以忽略不記，這就意味著在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)中氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律只取決于凸輪輪廓。 顯而易見 ， 使 氣門開啟時(shí)間 延長(zhǎng) 的做法， 將會(huì)使 一個(gè)進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)開啟， 這種情況 配氣相位上稱為“重疊階段”，可能會(huì) 導(dǎo)致 廢氣倒流。因此我們需要設(shè)計(jì)出一套可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì) 氣門正時(shí)、氣門開啟持續(xù)時(shí)間及氣門升程等參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)隨發(fā)動(dòng)機(jī)的工況變化 進(jìn)行隨時(shí) 調(diào)節(jié)，即 同時(shí)也要改變配氣相位角 。 最近這些年，發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù) (VVT, Variable Valve Timing)作為新技術(shù)中的一種被逐漸應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變氣門正時(shí)技術(shù)可以提高進(jìn)氣充量，增加充量系數(shù)增加，使發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率進(jìn)一步提高。行星齒輪的內(nèi)部與一個(gè)連接有渦輪的太陽(yáng)輪嚙合，渦輪與蝸桿（圖 3所示輸入軸）相嚙合，控制電機(jī)安裝在臺(tái)架（實(shí)際運(yùn)用時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)）上并與蝸桿相連。即凸輪軸的凸輪型線只有一種。 3) 應(yīng)該有 連續(xù)變化 的加速度，并且加速度不宜太大 。由于四沖程內(nèi)燃機(jī)的凸輪轉(zhuǎn)速時(shí)曲軸的一半，故： ）（ dac 18021 ??? ??? a? — 進(jìn)（排）氣門提前開啟角（曲軸轉(zhuǎn)角）； d? — 進(jìn)（排）氣門遲后關(guān)閉角（曲軸轉(zhuǎn)角）。 此外，在緩沖段接近終點(diǎn)時(shí)，升程變化過于平緩，當(dāng)配氣機(jī)構(gòu)間隙略有變化時(shí)，造成氣門啟閉時(shí)刻有較大變化。 上式所列的六個(gè)方程組中有七個(gè)待定系數(shù)為未知數(shù)，還應(yīng)補(bǔ)充一個(gè)條件才可求解。 mm （ ） 軸的最小直徑在開鍵槽處，即 d=30mm ??? WTT= 30*30* 23040? = （ ） 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知： T? 為 35~55 之間，故 ? ?T?? ?T 所以，本設(shè)計(jì)合格。 mm G— 軸的材料的剪切彈性模量， MPa，對(duì)于鋼材， M PaG 310*? ； pI — 軸截面的極慣性矩， mm4，對(duì)于圓軸 3257232 24* 44 ??? dI P ? （ ） 代入式（ ）得： ? =（176。 緊湊的機(jī)構(gòu)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言是理想的。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 27 頁(yè) 共 30 頁(yè) 7 機(jī)構(gòu)的不足及改進(jìn) 本機(jī)構(gòu)的不足 本機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)改變配氣相位只是階段性的，改變配氣相 位只是在某一轉(zhuǎn)速下的跳躍，而不是在一段轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)連續(xù)可變。 最后，謹(jǐn)向百忙中抽出時(shí)間評(píng)審本論文的各位 老師 致以崇高的敬意和誠(chéng)摯的謝意！ 。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 比較小于設(shè)定值 時(shí)，搖臂內(nèi)的液壓 會(huì) 降低， 電腦控制 活回位彈簧 作用在活塞上 ，活塞回到原位， 3 個(gè)搖臂分開。因?yàn)樘?yáng)輪的一根軸與控制電機(jī)通過蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連 ，控制電機(jī)可以轉(zhuǎn)動(dòng)太陽(yáng)輪，而由凸輪傳向控制電機(jī)的力矩則被渦輪鎖止。 凸輪軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角 ? 來表示。 mm； TW 軸的抗扭截面系數(shù)， 3mm ； n 軸的轉(zhuǎn)速， r/min； P 軸傳遞的功率， kW； ??T? 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， Mpa。挺柱的升程、速度、加速度的計(jì)算如下 : （ 1）緩沖段 (設(shè)為余弦型緩沖曲線 )( 000 ?? ?? ) ????????????0020RT0000RT000RT02c o s)2(hA2s in2hV2c o s1hh????????????? ）（ () (2)第一工作段 (1/2 正弦曲線正加速） ）（ 110 ?? ?? ?????????????112112T1111211T11112111RT1s in)(CACCVs inCChh???????????? （ ） （ 3）腹部第二工作段（ 1/4 波正弦曲線負(fù)加速度） ）（ 220 ?? ?? ??????????????22s in)2(CA2c o s2CCV2s inCChh22222T22222212T22222221T1T2?????????????? （ ） （ 4）頂部工作段（拋物線曲線，負(fù)加速度主要部分） ）（ 330 ?? ?? 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 12 頁(yè) 共 30 頁(yè) ???????????3223331T3333233331T3322333243313T 2 ET3C)(12CA)(2C)( 4 CVC)(C)(Chh?????????? () 凸輪工作段升程、速度、加速度曲線見圖 31， 32， 33 htht 圖 31 凸輪工作段升程曲線 vtvt 圖 32 凸輪工作段速度曲線 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 13 頁(yè) 共 30 頁(yè) atat 圖 33 凸輪工作段加速度曲線 式中 11C , 12C ,?? , 33C — 待定系數(shù)，決定于運(yùn)動(dòng)便捷條件； Rh 、 TMAXh 緩沖段終點(diǎn)的挺住升程及挺住最大有效升程（ mm）； i? 挺住在運(yùn)動(dòng)曲線每一段起點(diǎn)算起的凸輪轉(zhuǎn)角 (rad)( ）（ ,1,2,30i ? 。設(shè)計(jì)緩沖曲線應(yīng)保證緩沖曲線與基圓和工作段的光滑連接，即在接點(diǎn)處相切且在該點(diǎn)附近挺柱速度足夠小，以減小配氣機(jī)構(gòu)的撞擊 ，因此對(duì)氣門落座速度應(yīng)進(jìn)行限制。本設(shè)計(jì)中選用冷激鑄鐵 凸輪的主要參數(shù)有凸輪作用角 c? 、挺住最大升程 tmaxh 、基圓半徑 0r 、氣門間隙△，挺住滾子直徑 D0。它能 顧及 到發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩、轉(zhuǎn)速、燃油消耗量、怠速和啟動(dòng)等各方面的性能要求。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁(yè) 共 30 頁(yè) 3 可變氣門升程機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 可變氣門升程技術(shù) 可變氣門升程另一種說法，即 VVT 技術(shù)。在帶輪內(nèi)部，兩個(gè)行星齒輪與帶輪的內(nèi)齒相嚙合，兩行星齒輪的軸與一根有軸（ 圖 3所示輸出軸）的連桿連接在一起，且該輸出軸與凸輪軸相連。 發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，會(huì) 由于 氣門疊開角 大于 理想值， 導(dǎo)致廢氣帶走部分新鮮混合氣，從而 油耗和排污 將 增加； 高速運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)， 因?yàn)?氣門疊開角比理想值小，進(jìn)氣量不足， 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率將會(huì)被限制 。 發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，會(huì) 由于 氣門疊開角 大于 理想值，導(dǎo)致廢氣帶走部分新鮮混合氣，從而 油耗和排污 將 增加 ； 高速運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)， 因?yàn)?氣門疊開角比理想值小，進(jìn)氣量不足， 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率將會(huì)被限制 。 很 容易造成怠速工作不暢順，振動(dòng)過大，功率下降等 問題 。 本系統(tǒng)中，正時(shí)帶輪的內(nèi)部是行星齒輪機(jī)構(gòu)，并且通過該機(jī)構(gòu)將正時(shí)帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到凸輪軸。由于本系統(tǒng)擁有緊湊的齒輪減速機(jī)構(gòu)，較之傳統(tǒng)的