【導(dǎo)讀】現(xiàn)在，能源的枯竭和環(huán)境的污染正困擾著汽車工業(yè)的發(fā)展前景。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣。一個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保持配氣機(jī)構(gòu)的最佳相位，而在發(fā)動(dòng)機(jī)處于極低轉(zhuǎn)速或者極高轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)由于氣門(mén)疊開(kāi)角大于理想值，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。動(dòng)機(jī)在保證良好動(dòng)力性的同時(shí)，又要使燃油的消耗量降低提出了要求。高，汽車怠速穩(wěn)定性也會(huì)變高，尾氣排放降低。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速很高，對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，一個(gè)工作行程僅需千。體的進(jìn)出容量增大來(lái)改善進(jìn)，排氣門(mén)的工作狀態(tài)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的性能提高。止點(diǎn)的排氣過(guò)程中（桔色），排氣門(mén)會(huì)提前開(kāi)啟（γ）和延遲關(guān)閉（δ）。本次我在查閱資料的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了這樣一套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，來(lái)對(duì)氣門(mén)正時(shí)和氣門(mén)。升程，氣門(mén)開(kāi)啟速度進(jìn)行靈活控制。在無(wú)凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于氣門(mén)運(yùn)動(dòng)直接受電磁驅(qū)。動(dòng)機(jī)構(gòu)控制，氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)性能受到氣體燃燒的影響。渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)就會(huì)將太陽(yáng)輪鎖止，因而曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)直接傳到凸輪軸。

　　

【正文】 =400? ?2/mmkgf 式中 rP — 氣門(mén)上的最大作用力； aW — 氣門(mén)側(cè)搖臂計(jì)算斷面的斷面模數(shù)； AF — 氣門(mén)側(cè)搖臂斷面的面積； A1— 從計(jì)算斷面重心到作用力的垂直距離 A2— 作用力的垂直線與計(jì)算斷面 AA的夾角； 斷面 B_B 中的總應(yīng)力： AAG FaPWaP 1c o s???? ?? ? ?2/mmkgf 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 24 頁(yè) 共 30 頁(yè) 25c o s*19005*1900 1aW A ?? =420? ?2/mmkgf 式中 rP — 氣門(mén)上的最大作用力； aW — 氣門(mén)側(cè)搖臂計(jì)算斷面的斷面模數(shù)； AF — 氣門(mén)側(cè)搖臂斷面的面積； A1— 從計(jì)算斷面重心到作用力的垂直距離 A2— 作用力的垂直線與計(jì)算斷面 AA的夾角； 上述應(yīng)力 c? 的許用值 ??c? 如下： （ 1）鑄鐵： ? ? 2/ mmk gfr ?? （ 2）鍛造碳鋼： ? ? 2/10 mmk gfr ?? （ 3）鍛造合金鋼： ? ? 2/20 mmk g fr ?? (4) 鑄鋼： ? ? 2/5 mmkgfr ?? （ 5）輕合金： ? ? 2/ mmk g fr ?? 對(duì)于選擇（ 4）式中的 ? ? 2/5 mmkgfr ?? 。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 25 頁(yè) 共 30 頁(yè) 6 可變氣門(mén)的控制 可變氣門(mén)正時(shí)控制 機(jī)構(gòu) 中，正時(shí)帶輪的內(nèi)部是行星齒輪機(jī)構(gòu)，并且通過(guò)該機(jī)構(gòu)將正時(shí)帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到凸輪軸。因?yàn)樘?yáng)輪的一根軸與控制電機(jī)通過(guò)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?？刂齐姍C(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，由于控制電機(jī)可以改變凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而進(jìn)排氣門(mén)的相位得到控制。 緊湊的機(jī)構(gòu)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言是理想的。本文論述了一種結(jié)構(gòu)緊湊且包含前文所述行星齒輪機(jī)構(gòu)的氣門(mén)正時(shí)控制機(jī)構(gòu)，如圖 所示。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（所示 輸出軸）的連桿連接在一起，且該輸出軸與凸輪軸相連。正時(shí)帶輪的旋轉(zhuǎn)按照一定的傳動(dòng)比傳到凸輪軸。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 2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。因此，當(dāng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)渦輪傳到太陽(yáng)輪，進(jìn)排氣門(mén)的相位就會(huì)改變。在該機(jī)構(gòu)中，如果控制電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)就會(huì)將太陽(yáng)輪鎖止，因而曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)直接傳到凸輪軸。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(mén)正時(shí)了。 可變氣門(mén)升程控制 如下圖， 所示為可變氣門(mén)升程的原理圖， 同傳統(tǒng)的凸輪連桿控制結(jié)構(gòu)不同，雖 也是 樣采用凸輪軸和搖臂等元件，但凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法 和傳統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī) 相比 有很大不同。除了 基本的 2 個(gè)氣門(mén)的一對(duì)凸輪和和 一對(duì)搖臂外，該系統(tǒng)增加了一個(gè)較高的中間凸輪及相應(yīng)的搖臂，液壓控制移動(dòng)的小活塞 裝在搖臂內(nèi)部 。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(lái) 控制 2個(gè)進(jìn)氣門(mén)的開(kāi)閉， 此時(shí)的氣門(mén)升程較小 。由于 中間 搖臂 已與左右 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 26 頁(yè) 共 30 頁(yè) 高速運(yùn)行時(shí) 兩臂 分離， 因此這兩個(gè) 臂不受它的控制，所以氣門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài) 不會(huì)受其影響 。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)速比較大 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦會(huì) 指揮 電磁閥啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，推動(dòng)搖臂內(nèi)的小活塞， 使3 個(gè)搖臂 形成 一 個(gè)整體 體， 這樣左右兩邊凸輪處于輪空狀態(tài)，整個(gè)由中間凸輪帶動(dòng) 。 因?yàn)?中間凸輪比 左右 凸 輪高，升程大，所以進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)間延長(zhǎng)，升程 也 隨之增大。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(kāi)。 發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制 整個(gè)機(jī)構(gòu) ，轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣壓力、車速及冷卻液溫度等信息 傳到電腦 并由電腦 進(jìn)行處理，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過(guò)電磁閥調(diào)節(jié)搖臂活塞液壓系 統(tǒng)， 使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速工況下由不同的凸輪控制， 來(lái)控制進(jìn)氣門(mén)的開(kāi)度和時(shí)間，從而控制氣門(mén)升程的大小。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 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。 本機(jī)構(gòu)的改進(jìn) 在本機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加一組氣門(mén)凸輪軸正時(shí)可變控制機(jī)構(gòu)，即 VTC。 VTC 系統(tǒng)由VTC 作動(dòng)器、 VTC 油壓控制閥、各種傳感器以及 ECU 組成。 VTC 作動(dòng)器、 VTC 油壓控制閥可根據(jù) ECU 的信號(hào)產(chǎn)生動(dòng)作，使進(jìn)氣凸輪軸的相位連續(xù)變化。 可讓 令氣門(mén)重疊時(shí)間更加精確，保證進(jìn)、排氣門(mén)最佳重疊時(shí)間，可將發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高 20%。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 28 頁(yè) 共 30 頁(yè) 8 總結(jié) 本次設(shè)計(jì)，我采用在傳統(tǒng)兩凸輪控制的基礎(chǔ)上，中間增加了一個(gè)大的凸輪，通過(guò)活塞控制搖臂與凸輪的配合來(lái)控 制可變氣門(mén)的正時(shí)及升程。由于這種控制是階段性的，相位的改變只是在一種情況下跳躍，因此需要改進(jìn)。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(mén)重疊時(shí)間，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也讓我了解了發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，工作原理。同時(shí)，也讓我明白以后做事要認(rèn)真，仔細(xì)，嚴(yán)謹(jǐn)。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 29 頁(yè) 共 30 頁(yè) 參考文獻(xiàn) 【 1】龔金科 . 汽車排放污染及控制〔 M〕 . 北京 :人民交通出版社 , 20xx. 【 2】陳家瑞 . 汽車構(gòu)造〔 M〕 . 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 20xx. 【 3】 李曉非 .節(jié)能減排的新 技術(shù) 《利器菲亞特 Multiair 技術(shù)詳解 .汽車與運(yùn)動(dòng)》 ,20xx年 5月 【 4】 黃錦成 .沈捷《車用內(nèi)燃機(jī)排放與污染控制》科學(xué)出版社 ,20xx. 【 5】王立彪 ,等 . 發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)技術(shù)的研究進(jìn)展〔 J〕 . 汽車技術(shù) , 20xx, 12 (4) 【 6】蘇巖，李理光等 .國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)可變配氣相位研究進(jìn)展一機(jī)構(gòu)篇 .汽車技術(shù)， 1999. 【 7】柯亞仕，蔣德明 .可變氣門(mén)定時(shí)研究的回顧與展望 .車用發(fā)動(dòng)機(jī)， 1996(1) 【 8】楊振東 ,劉瓊 , 胡可《寶馬全可變電子氣門(mén)控制系統(tǒng)探討》內(nèi)燃機(jī) ,20xx 年 【 9】吳明 , 任勇剛 副主編邢世凱 , 付建國(guó) , 李春榮《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理》機(jī)械工業(yè)出版社 ,20xx 【 10】 Jinho Kim, Dennis K. 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