【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)動機的配氣。一個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保持配氣機構(gòu)的最佳相位，而在發(fā)動機處于極低轉(zhuǎn)速或者極高轉(zhuǎn)速時，發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時，會由于氣門疊開角大于理想值，比理想值小，進氣量不足，發(fā)動機的最大功率將會被限制。動機在保證良好動力性的同時，又要使燃油的消耗量降低提出了要求。高，汽車怠速穩(wěn)定性也會變高，尾氣排放降低。發(fā)動機運行時的轉(zhuǎn)速很高，對于四沖程發(fā)動機來說，一個工作行程僅需千。體的進出容量增大來改善進，排氣門的工作狀態(tài)，從而使發(fā)動機的性能提高。止點的排氣過程中（桔色），排氣門會提前開啟（γ）和延遲關(guān)閉（δ）。本次我在查閱資料的基礎(chǔ)上設(shè)計了這樣一套驅(qū)動系統(tǒng)，來對氣門正時和氣門。升程，氣門開啟速度進行靈活控制。在無凸輪發(fā)動機中，由于氣門運動直接受電磁驅(qū)。動機構(gòu)控制，氣門的運動性能受到氣體燃燒的影響。渦輪蝸桿機構(gòu)就會將太陽輪鎖止，因而曲軸的轉(zhuǎn)動就會直接傳到凸輪軸。

　　

【正文】 =400? ?2/mmkgf 式中 rP — 氣門上的最大作用力； aW — 氣門側(cè)搖臂計算斷面的斷面模數(shù)； AF — 氣門側(cè)搖臂斷面的面積； A1— 從計算斷面重心到作用力的垂直距離 A2— 作用力的垂直線與計算斷面 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)計說明書 第 24 頁 共 30 頁 25c o s*19005*1900 1aW A ?? =420? ?2/mmkgf 式中 rP — 氣門上的最大作用力； aW — 氣門側(cè)搖臂計算斷面的斷面模數(shù)； AF — 氣門側(cè)搖臂斷面的面積； A1— 從計算斷面重心到作用力的垂直距離 A2— 作用力的垂直線與計算斷面 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 ?? 對于選擇（ 4）式中的 ? ? 2/5 mmkgfr ?? 。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 共 30 頁 6 可變氣門的控制 可變氣門正時控制 機構(gòu) 中，正時帶輪的內(nèi)部是行星齒輪機構(gòu)，并且通過該機構(gòu)將正時帶輪的轉(zhuǎn)動傳遞到凸輪軸。因為太陽輪的一根軸與控制電機通過蝸輪傳動機構(gòu)相連 ，控制電機可以轉(zhuǎn)動太陽輪，而由凸輪傳向控制電機的力矩則被渦輪鎖止?？刂齐姍C安裝在發(fā)動機機體上，由于控制電機可以改變凸輪的轉(zhuǎn)動角度，從而進排氣門的相位得到控制。 緊湊的機構(gòu)對于發(fā)動機而言是理想的。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構(gòu)的氣門正時控制機構(gòu)，如圖 所示。在帶輪內(nèi)部，兩個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。正時帶輪的旋轉(zhuǎn)按照一定的傳動比傳到凸輪軸。行星齒輪的內(nèi)部與一個連接有渦輪的太陽輪嚙合，渦輪與蝸桿（圖 2所示輸入軸）相嚙合，控制電機安裝在臺架（實際運用時為發(fā)動機）上并與蝸桿相連。因此，當(dāng)控制電機轉(zhuǎn)動時，旋轉(zhuǎn)運動通過渦輪傳到太陽輪，進排氣門的相位就會改變。在該機構(gòu)中，如果控制電機不轉(zhuǎn)動，渦輪蝸桿機構(gòu)就會將太陽輪鎖止，因而曲軸的轉(zhuǎn)動就會直接傳到凸輪軸。當(dāng)需要改變配氣相位時，驅(qū)動電機就可以控制氣門正時了。 可變氣門升程控制 如下圖， 所示為可變氣門升程的原理圖， 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)動機 相比 有很大不同。除了 基本的 2 個氣門的一對凸輪和和 一對搖臂外，該系統(tǒng)增加了一個較高的中間凸輪及相應(yīng)的搖臂，液壓控制移動的小活塞 裝在搖臂內(nèi)部 。發(fā)動機 以較低速度運行 時，小活塞 處于不動，此時 3個搖臂分離， 左右 2 個凸輪分別推動 與之相 應(yīng)的搖臂， 來 控制 2個進氣門的開閉， 此時的氣門升程較小 。由于 中間 搖臂 已與左右 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26 頁 共 30 頁 高速運行時 兩臂 分離， 因此這兩個 臂不受它的控制，所以氣門的開閉狀態(tài) 不會受其影響 。但當(dāng)發(fā)動機 的轉(zhuǎn)速比較大 時，發(fā)動機電腦會 指揮 電磁閥啟動液壓系統(tǒng)，推動搖臂內(nèi)的小活塞， 使3 個搖臂 形成 一 個整體 體， 這樣左右兩邊凸輪處于輪空狀態(tài)，整個由中間凸輪帶動 。 因為 中間凸輪比 左右 凸 輪高，升程大，所以進氣門開啟時間延長，升程 也 隨之增大。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速 比較小于設(shè)定值 時，搖臂內(nèi)的液壓 會 降低， 電腦控制 活回位彈簧 作用在活塞上 ，活塞回到原位， 3 個搖臂分開。 發(fā)動機電腦控制 整個機構(gòu) ，轉(zhuǎn)速、進氣壓力、車速及冷卻液溫度等信息 傳到電腦 并由電腦 進行處理，輸出相應(yīng)的控制信號，通過電磁閥調(diào)節(jié)搖臂活塞液壓系 統(tǒng)， 使發(fā)動機在不同的轉(zhuǎn)速工況下由不同的凸輪控制， 來控制進氣門的開度和時間，從而控制氣門升程的大小。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 共 30 頁 7 機構(gòu)的不足及改進 本機構(gòu)的不足 本機構(gòu)的設(shè)計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。 本機構(gòu)的改進 在本機構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加一組氣門凸輪軸正時可變控制機構(gòu)，即 VTC。 VTC 系統(tǒng)由VTC 作動器、 VTC 油壓控制閥、各種傳感器以及 ECU 組成。 VTC 作動器、 VTC 油壓控制閥可根據(jù) ECU 的信號產(chǎn)生動作，使進氣凸輪軸的相位連續(xù)變化。 可讓 令氣門重疊時間更加精確，保證進、排氣門最佳重疊時間，可將發(fā)動機功率提高 20%。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 28 頁 共 30 頁 8 總結(jié) 本次設(shè)計，我采用在傳統(tǒng)兩凸輪控制的基礎(chǔ)上，中間增加了一個大的凸輪，通過活塞控制搖臂與凸輪的配合來控 制可變氣門的正時及升程。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。在此基礎(chǔ)上，我增加了一個 vtc 控制機構(gòu)，該機構(gòu)很好的讓凸輪軸的相位連續(xù)變化，保證了最佳的進排氣氣門重疊時間，大大提高了發(fā)動機的功率。這次畢業(yè)設(shè)計，也讓我了解了發(fā)動機可變氣門驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，工作原理。同時，也讓我明白以后做事要認真，仔細，嚴(yán)謹。 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 29 頁 共 30 頁 參考文獻 【 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 .汽車與運動》 ,20xx年 5月 【 4】 黃錦成 .沈捷《車用內(nèi)燃機排放與污染控制》科學(xué)出版社 ,20xx. 【 5】王立彪 ,等 . 發(fā)動機可變氣門技術(shù)的研究進展〔 J〕 . 汽車技術(shù) , 20xx, 12 (4) 【 6】蘇巖，李理光等 .國外發(fā)動機可變配氣相位研究進展一機構(gòu)篇 .汽車技術(shù)， 1999. 【 7】柯亞仕，蔣德明 .可變氣門定時研究的回顧與展望 .車用發(fā)動機， 1996(1) 【 8】楊振東 ,劉瓊 , 胡可《寶馬全可變電子氣門控制系統(tǒng)探討》內(nèi)燃機 ,20xx 年 【 9】吳明 , 任勇剛 副主編邢世凱 , 付建國 , 李春榮《汽車發(fā)動機原理》機械工業(yè)出版社 ,20xx 【 10】 Jinho Kim, Dennis K. Lieu in Journal of Mechanical Science and Technology《 A new electromagic engine valve actuator with less energy consumption for variable valve timing》 (20xx) 【 11】 Prof. Rudolf Flierl, . Stephan Schmitt? in MTZ worldwide eMagazine 《 Univalve – A fully variable mechanical valve lift system for future internal bustion engines》 【 12】邵顯龍 .可變配氣機構(gòu)的種類、構(gòu)造和未來動向 .汽車研究與開發(fā)， 20xx(4) 【 13】吳明 , 任勇剛 副主編邢世凱 , 付建國 , 李春榮《汽車發(fā)動機原理》機械工業(yè)出版社 ,20xx. 【 14】 LIU Jin‐ rong ， Jin Bo ， CHEN Ying ， et al ．《 Research onvariable valve system based on》（ 20xx） 【 15】 舒華《汽車發(fā)動機電子控制技術(shù)》北京理工大學(xué)出版社 ,20xx. 中北大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 30 頁 致謝 經(jīng)過這幾個月的畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了很多。在這期間，我通過找資料，設(shè)計，畫圖，到最后定稿的過程中，也得到了不少人的幫助。 感謝帶我的崔俊杰老師，在論文選題，設(shè)計，最終的定稿過程中，得到了崔老師的悉心指導(dǎo)。同時也非常感謝在設(shè)計工程中給我?guī)椭耐瑢W(xué)，老 師，感謝中北大學(xué)四年的培養(yǎng)。 最后，謹向百忙中抽出時間評審本論文的各位 老師 致以崇高的敬意和誠摯的謝意！