【正文】 脫落，彈簧力應(yīng)超過氣門系數(shù)振動(dòng)時(shí)的慣性力，并且有一定的余量。 （ 2）氣門彈簧的工作條件 氣門彈簧承受高頻交變載荷，工況惡劣，故需精心設(shè)計(jì)，才能使其長(zhǎng)期可靠地工作。如圖 柴油機(jī)的鎖緊的組合圖。 , S195 柴油機(jī)的密封帶寬度，經(jīng)過查表是 。綜上的條件 195 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣門的直徑都取 36mm。氣門選擇材料的方法： （ 1） 馬氏體鋼 一般氣門中采用鐵素體合金鋼，含碳量在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。進(jìn)氣門錐面多屬磨損摩擦，因此進(jìn)氣門側(cè)重耐磨。但當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速上升時(shí)，配氣機(jī)構(gòu)的彈性變形會(huì)引起氣門的劇烈振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞氣門的正常工作，產(chǎn)生飛脫和反跳，這不僅加劇了柴油機(jī)的振動(dòng)、噪聲和零件間的磨損，還會(huì)使充氣效率下降，為了 解決靜態(tài)設(shè)計(jì)的不足，人們提出了動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的方法 [19~25]。我國(guó)的多媒體仿真技術(shù)正處于起步和發(fā)展時(shí)期，清華大學(xué)、北京大學(xué)、華中理工大學(xué)和一些部隊(duì)院校已開始了有關(guān)這方面的研究。 柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀 過去的配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，只單一研究凸輪，而沒有考慮其他零部件產(chǎn)生的影響。 關(guān)鍵詞： 內(nèi)燃機(jī)；配氣機(jī)構(gòu)； 虛擬樣機(jī)技術(shù)； 建模； 仿真 II ABSTRACT The valve train is one of the most important mechanisms in a internal bustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, superspeed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internalbustion engine. This thesis devise the parts shape and dimension for the valve train, obtain the 3D assembly diagram base on model entities by proengineer. Importing the valve train to ADAMS software, then creating the constraints and adding drives. Sequentially, analyze the whole anization performance, after get the various data curve from valve train be capable simulation in ADAMS software. Finally, obtain the optimum design of valve train according to various data analysis. Key words: Internal bustion engine。再將配氣機(jī)構(gòu)模型導(dǎo)入 ADAMS 軟件進(jìn)行約束的建立以及驅(qū)動(dòng)的添加，使得配氣機(jī)構(gòu)能夠在 ADAMS軟件中進(jìn)行仿真，從而得到各種數(shù)據(jù)曲線對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)的性能進(jìn)行分析，根據(jù)各種數(shù)據(jù)分析得到配氣機(jī)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計(jì)?？茖W(xué)的分析計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)工作的重要意義有助于相關(guān)軟件企業(yè)針對(duì)行業(yè)應(yīng)用細(xì)化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，為設(shè)計(jì)工作提供更加便捷、穩(wěn)定的輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。在軍事領(lǐng)域建立了指揮、作戰(zhàn)、訓(xùn)練的仿真系統(tǒng)及半實(shí)物仿真試驗(yàn)室。用靜態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的凸輪，雖然加速度曲線不連續(xù)，配氣機(jī)構(gòu)慣性力可能會(huì)產(chǎn)生突變，時(shí)面值較大。由于排氣呢錐面磨損常為腐蝕磨損，因此在選擇材料時(shí)候必須考慮化學(xué)腐蝕（主要是硫和磷）的性能。就 S195 發(fā)動(dòng)機(jī)的選材：進(jìn)氣門的材料用 40Cr；排氣門的材料用 40Cr9Si2。 （ 2）氣門頭部的直徑 增大進(jìn)、排氣流通截面是減少進(jìn)、排氣阻力，提高進(jìn)氣量的途徑，同時(shí)氣門頭部直徑的選擇還要考慮到燃燒室的形狀，氣缸蓋進(jìn)、排氣門的布置，氣道之間冷卻水套的設(shè)計(jì)以及氣門受熱和冷卻的均勻性等因素。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，因此需綜合這兩個(gè)方面的因素來選取氣門密封帶的寬度，其寬度一般取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 2mm 就可以。 10 彈簧介紹 （ 1）氣門彈簧的作用 氣門關(guān)閉時(shí)，確保氣門和氣門座的閉合密封 ,氣門開啟時(shí)，使氣門準(zhǔn)確的隨凸 輪運(yùn)動(dòng)。對(duì)于各種彈簧材料適用的最高工作溫度見表 。 195 柴油機(jī)采用的就是 T 字型搖臂斷面。 15 尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù) 195 柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)，擬取它的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為 291mm ，外徑 9mm，球頭半徑。 平面挺柱導(dǎo)向面與導(dǎo)向孔之間的擠壓應(yīng)力的計(jì)算 最大擠壓應(yīng)力 maxk 按下式計(jì)算： m axm ax 26 rmk dl? （ ） 式中， ld 為挺柱導(dǎo) 向面直徑， l 是在凸輪的計(jì)算位置是，挺柱插入導(dǎo)向孔中的長(zhǎng)度 maxm是作用在凸輪上的最大力矩。 f. 應(yīng)使配氣機(jī)構(gòu)在所有工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都在平穩(wěn)工作，不產(chǎn)生脫離現(xiàn)象和過大的振動(dòng)。 凸輪腹弧半徑 1r ? ? ? ?? ?2 20 m a x 0 0 0 m a x 21 m in 0 0 m a x 22 c os2 c ostttr h r r r hrr r h??? ? ? ?? ?????? ? （ ） 取 1 216r mm? 。 凸輪軸支承軸頸與軸承孔德徑向間隙一般在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 數(shù)據(jù)庫 模型 測(cè)量 函數(shù)組 測(cè)試數(shù)據(jù)曲線圖 約束 零件 作用力 仿真分析 幾何體 標(biāo)記點(diǎn) 仿真結(jié)果 數(shù)據(jù)分量 重力加速度 22 圖 本章小結(jié) 本章對(duì)計(jì) Proengineer 和 ADAMS 軟件進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)已經(jīng)成為機(jī)械工業(yè)行業(yè)的主流，計(jì)算機(jī)仿真可以縮短設(shè)計(jì)周期，減少設(shè)計(jì)成本。在京搖臂組插入，調(diào)整間隙螺栓與推桿相切，搖臂與凸輪軸相互垂直。氣門加速度是配氣機(jī)構(gòu)平穩(wěn)性的重要參數(shù)，氣門加速度變化率最大值即 Jerk 值最大為 mm / deg3 沒有超出限值范圍，配氣機(jī)構(gòu)平穩(wěn)。 同時(shí)，在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 如圖 拓補(bǔ)圖，其中 H1 為旋轉(zhuǎn)福即剛體與凸輪軸之間添加旋轉(zhuǎn)福； H2 為旋轉(zhuǎn)直線副是凸輪軸與挺柱之間的約束； H3 為旋轉(zhuǎn)副，挺柱與推桿之間的約束； H4 為旋轉(zhuǎn)副，推桿與搖臂（調(diào)整螺釘）之間的約束； H5 為接觸力，搖臂與氣門之間的約束； 29 H6 為直線移動(dòng)副，大地（剛體）與氣門之間的約束； H7 直線移動(dòng)副，大地（剛體）與挺柱之間的約束； H8 為旋轉(zhuǎn)移動(dòng)副，大地（剛體）與搖臂之間約束。 圖 氣門組 （ 2） 搖臂組 將搖臂和調(diào)整間隙螺栓裝配到一起，獲得裝配圖。自 版后， ADAMS/View 采用用戶熟悉的 Motif 界面（ UNIX 系統(tǒng)）和 Windows 界面（ NT 系統(tǒng)），從而大大提高了快速建模能力。 （ 2）凸輪軸的最小直徑確定： 凸輪軸的最小尺寸可以按照下面的公式： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 47176。它能照顧到發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩、轉(zhuǎn)速 b. 燃油消耗量、怠速工況和啟動(dòng)等各方面的性能要求。 挺柱的材料一般用的是低碳鋼底部堆焊合金，或者鑄鐵底部采用冷激，或球墨鑄鐵制造，其摩擦表面應(yīng)經(jīng)過熱處理提高硬度后精磨。 推桿是 一個(gè)細(xì)長(zhǎng)桿材料為 45 號(hào)鋼，在工作時(shí)容易發(fā)生縱向彎曲，它是配氣機(jī)構(gòu)中剛度薄弱的環(huán)節(jié)。 c、 彈簧的工作圈數(shù)： 13 4 . m a x. 3. m a x . 5 .68 np npn np n np nGfi PD??? 4 . m a x3. m a x .. 6 . 68 n p npw np n np nGfi PD??? （ ） 式中， G= 是鋼絲剪切彈性模量， npD 為彈簧直徑， .npn? 為最大變形量。 碳素彈簧鋼絲有冷拉和油催化 — 回火兩種狀態(tài)。要保證氣門嚴(yán)密配合： )( m in arropnp ppFP ?? （ ） 式中 ， minnpP 是在氣門關(guān)閉時(shí)最小的彈簧力， ropF 為喉口的面積， rP 及 Pa 是排氣管的壓力和在進(jìn)氣時(shí)氣缸內(nèi)的壓力，柴油機(jī)的壓差為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 3）氣門桿長(zhǎng)度 氣門桿長(zhǎng)度決定于氣缸蓋和氣門彈簧的設(shè)計(jì)，一般總希望短些，以便降低發(fā)動(dòng)機(jī)的總高度，減小氣門的質(zhì)量，通常 ( ~ )LD? （ ） S195 柴油機(jī)的 ( 2. 5 ~ 3. 5 ) = ~LD? （ 10 5 14 7 ） mm。 = ~ = ~T （ ） D （ ）取 。根據(jù)195 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)采 用平底型氣門。850186。 （ 4）根據(jù)仿真導(dǎo)出數(shù)據(jù)曲線，對(duì)曲線進(jìn)行分析。即挺柱的最大正負(fù)加速度值。 1960年計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，為仿真技術(shù)提供了先進(jìn)的工具，加速了仿真技術(shù)的發(fā)展。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也是意義重大。隨著內(nèi)燃機(jī)高功率、高速化，人們對(duì)其性能指標(biāo)的要求越來越高，要求其在高速運(yùn)行的條件下仍然能夠平穩(wěn)、可靠地工作，因而對(duì)其配氣機(jī)構(gòu)提出了更高的要求。 Simulation 目 錄 摘要 ………………………………………………………………………………… Ⅰ Abstract ………………………………………………………………………………… Ⅱ 第 1 章 緒論 ……………………………………………………………………………… 1 課題 研究的目的和意義 ………………………………………………………… 1 設(shè)計(jì)的目的……………………………………………………………… 1 設(shè)計(jì)的意義……………………………………………………………… 1 柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀 …………………………………………………………… 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容………… ……………………………………………………………… 2 用計(jì)算機(jī)輔助配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 ……………………………………………… 3 本文研究?jī)?nèi)容………… …………………………………………………………… 3 第 2 章 配氣機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) ………………… …… ………………………… 5 氣門……………………… … …………………………………………………… 5 氣門設(shè)計(jì)的基本要求 ……………………………… …………………… 5 氣門的工作條件分析及材料的選擇 …………………………………… 5 氣門頭的設(shè)計(jì)……… …………………………………………………… 6 氣門桿的設(shè)計(jì)……………………… …………………………………… 7 氣門的主要損壞形式和預(yù)