【正文】 的密封帶，密封帶的寬度比 b 小得多，氣門(mén)的大部分熱量是通過(guò)這 條密封帶傳出去的，密封帶較寬則傳熱效果好，氣門(mén)的工作溫度就較低，但氣門(mén)的密封性就差。時(shí)：b=（ — ） T =（ — ） 3 =（ — ） mm，則 bi=3mm。 ④氣門(mén)頭部厚度及錐面寬度： 厚度 T 與氣門(mén)頭部的外徑有一定的比例，一般氣門(mén)頭部厚度 T 的設(shè)計(jì)要求和考慮的因素，可以得出以下計(jì)算公式： 進(jìn)氣門(mén)頭部厚度： Ti=(— ) iD =(— ) iD =（ —） mm，則 Ti=3。這時(shí)的流通斷面大致與斜角θ的余弦成正比。綜上條件此處的進(jìn)排氣門(mén)直徑選擇為： 28mm 和 23mm。而本機(jī)構(gòu) 采用的是凹頂形的。但其頂部受熱面積大，故適用于進(jìn)氣門(mén)，不宜用于排氣門(mén)。凸球面頂氣門(mén)頭部只適 用于排氣門(mén)，因?yàn)槠鋸?qiáng)度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但球面的受熱面積大，質(zhì)量和慣性力大，加工較復(fù)雜。 4 氣門(mén)頭的設(shè)計(jì)： ①氣門(mén)頭部的形狀： 氣門(mén)頭部的形狀有平頂、凸球面頂、凹球面頂和喇叭形頂?shù)?。在考慮到進(jìn)、排出的氣體的實(shí)際溫度情況，在本人新設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)中進(jìn)氣門(mén)選用的材料為合金鋼 4Cr10Si2Mo，而排氣門(mén)則采用耐熱的合金鋼 5Cr21Mn9Ni4N。氣門(mén)頭部的工作溫度很高，而且還要承受氣體壓力、氣門(mén)彈簧力及傳動(dòng)組零件慣性力的作用，其冷卻和潤(rùn)滑條件有比較差。氣門(mén)工作時(shí)承受落座沖擊負(fù)荷及燃?xì)鈮毫o以的靜負(fù)荷，一般在 4 kgf/ 2mm 左右，而沖擊負(fù)荷一般為 kgf/ 2mm 左右，氣門(mén)的工作溫度：進(jìn)氣門(mén)約為 200 到 450 度；而排氣門(mén)則可達(dá)到 650 到 850 度，甚至更高。 2 氣門(mén)的工作條件分析： 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) 8 氣門(mén)是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件之一。 ④氣門(mén)是配氣機(jī)構(gòu)從凸輪 開(kāi)始的整個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈中末端零件。 ③盡可能的降低熱負(fù)荷： 排氣門(mén)是氣門(mén)組中的高溫零件，氣門(mén)頭部 75%左右的熱量經(jīng)氣門(mén)座導(dǎo)出，因此，氣門(mén)的設(shè)計(jì)應(yīng)與氣缸蓋的設(shè)計(jì)密切相關(guān)，氣門(mén)座周?chē)仨毤訌?qiáng)冷卻，并使溫度盡可能均勻。 ②機(jī)構(gòu)方面： 要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，頸部形狀恰當(dāng)，以便減小氣體的流動(dòng)阻力，增加進(jìn)氣充量。由于排氣門(mén)錐面磨損常為腐蝕磨損，因此在選擇材料時(shí)必須考慮化學(xué)腐蝕（主要是硫和磷）的性能。進(jìn)氣門(mén)錐面多屬摩擦磨損，因此進(jìn)氣門(mén)側(cè)重于對(duì)耐磨性能的要求。 氣門(mén)的設(shè)計(jì) 1 氣門(mén)設(shè)計(jì)的基本要求： ①材料方面： 氣門(mén)的工作溫度是確定氣門(mén)材料的主要因素。 3）氣門(mén)彈簧的兩端面與氣門(mén)桿的中心線相垂直，以保證氣門(mén)頭部在氣門(mén)座上不偏斜。 氣門(mén)組應(yīng)該保證氣門(mén)能實(shí)現(xiàn)氣缸的密封，因此要求： 1）氣門(mén)頭部與氣門(mén)座必須貼合嚴(yán)密。當(dāng)高 /中低速凸輪均轉(zhuǎn)到基圓部分時(shí)，此時(shí)銷(xiāo)軸在銷(xiāo)軸回位彈簧的作用下回到原位置，兩個(gè)挺柱再次分開(kāi)，挺柱回到各自的凸輪下工作。由于高速凸輪工作角度和凸輪工作型線比低速凸輪大，所以高速凸輪先轉(zhuǎn)到升程段，整個(gè)機(jī)構(gòu)由高速凸輪驅(qū)動(dòng)，即兩個(gè)氣門(mén)都由高速凸輪控制開(kāi)、閉，此時(shí)中低 速凸輪不起作用。 a 凸輪緩沖段 b 凸輪工作段 圖 23發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)工作示意圖 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 6 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)由高速運(yùn)轉(zhuǎn)到低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) ① 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)由高速運(yùn)轉(zhuǎn)， ECU 發(fā)出指 令， 電磁閥通電，活塞在電磁力的作用下克服回位彈簧做功向右運(yùn)動(dòng)，活塞向右移動(dòng)封閉了回油道 C，油道 B 此時(shí)已打開(kāi)，高壓油從油道 B 進(jìn)入，經(jīng)油道 A流出，通過(guò)缸蓋體油道進(jìn)入銷(xiāo)軸大頭前腔，從而銷(xiāo)軸大頭受到高壓油油壓的作用。而凸輪軸不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，高速凸輪和中低速凸輪 都轉(zhuǎn)到上升段分別推動(dòng)各自的挺柱向下運(yùn)動(dòng)，由于高速凸輪和中低速凸輪的工作型線曲線不一樣，所以同一時(shí)刻處于不同的水平線上（如圖 23b 所示狀態(tài)），而銷(xiāo)軸和高速凸輪作用的挺柱一起向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)高、中低速凸輪均以基圓部分工作時(shí)，機(jī)構(gòu)處于如圖 23a 所示狀態(tài)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的高速凸輪和中低速凸輪的基圓半徑相同，這時(shí)兩個(gè)氣門(mén)的挺柱處于同一條線上。 電子控制系統(tǒng)見(jiàn)圖 22 主要由電磁閥、活塞及活塞回位彈簧組成，基作用是根據(jù) ECU 的指令（主要是轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號(hào)）來(lái)控制電磁線圈通電或斷電，來(lái)利用活塞回位彈簧的彈力或克服回位彈簧的彈力做功來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞移動(dòng)達(dá)到控制銷(xiāo)軸運(yùn)動(dòng)的目的。主要部件組成如 圖 23 所示。設(shè)計(jì)的要求是：改動(dòng)小，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小，體積小，成本低，易實(shí)現(xiàn)等。 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 4 2 VVT 結(jié)構(gòu)及工作原理 設(shè)計(jì) VVT 部件基本結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)的 VVT 機(jī)構(gòu)主要是針對(duì)中小排量摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)而設(shè)計(jì)的， 就是在凸輪軸原一個(gè)進(jìn)氣凸輪控制一個(gè)氣門(mén)的基礎(chǔ)上，還增設(shè)了一個(gè)高位凸輪，使低速凸輪和高速凸輪通過(guò) 銷(xiāo)軸 把挺柱連為一體來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的切換。所以 VVT 技術(shù)在我國(guó)及國(guó)外仍具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，已?jīng)成為現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向的新技術(shù)之 一。但是，我國(guó)的 VVT 技術(shù)與外國(guó)的 VVT 技術(shù)相比有著巨大的差距，盡管已經(jīng)有許多研究人員進(jìn)行 VVT 技術(shù)的研究，卻仍停留在研發(fā)間斷。本田最近新出臺(tái)的三段式 VTEC 發(fā)動(dòng)機(jī)，能在低、中、高三種不同狀態(tài)下讓氣門(mén)以三種不同的方式工作，這種嶄新的三段式 VTEC 機(jī)使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗在與 VTECE 相同的情況下，功率提高了 40%,最大功 率 96kW (64Kw/L)[8]。② HONDA公司在 1989 年第一批裝用 VTEC 的 其最大輸出功率可從原 88kW 增加到118kW,而且可以達(dá)到 8000r/min 的超高速。例如：①重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 緒論 3 Benz 公司的 500SL 型車(chē)用 V8 發(fā)動(dòng)機(jī)采用了可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)，使用進(jìn)氣凸輪軸兩點(diǎn)調(diào)相法來(lái)改變氣門(mén)正時(shí)。但是出現(xiàn)在 80 年代以前的很多機(jī)構(gòu)存在問(wèn)題較多，如造價(jià)昂貴、機(jī)構(gòu)復(fù)雜、可調(diào)自由度有限以、沖擊較大及速度較高等。通過(guò)跟蹤國(guó)內(nèi)外車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)可變配氣正時(shí)的發(fā)展水平和技術(shù)現(xiàn)狀 , 借鑒現(xiàn)有的 VVT 機(jī)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，制定出合理的設(shè)計(jì)方案 ,從而解決高轉(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。 目前國(guó)內(nèi)、外還尚沒(méi)有以雙頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式為基礎(chǔ)的，適合于中、小排量單缸 四沖程四氣門(mén)摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的可變配氣機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用實(shí)例。從排量上看，中國(guó) 135 家生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)發(fā)的 2417 種新產(chǎn)品主要是 250mL、 150mL、 125mL、 110mL、100mL 和 50mL 等中、小排量摩托車(chē)。但早在 1993 年我國(guó)摩托車(chē)的產(chǎn)量首次超越日本躍居世界第一，到 1997 年產(chǎn)量突破 1000 萬(wàn)輛，占當(dāng)年世界摩托車(chē)產(chǎn)量 2300 萬(wàn)輛的 43%，成為了名副其實(shí)的摩托車(chē)生產(chǎn)大國(guó)。 我國(guó)摩托車(chē)工業(yè)發(fā)展是快速和迅猛的。在各種現(xiàn)代技術(shù)手段中， VVT 技術(shù)已成為新技術(shù)發(fā)展方向之一。對(duì)摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行全面的技術(shù)改造和提升成為一個(gè)緊迫的問(wèn)題。要求發(fā)動(dòng)機(jī)既要保證良好的動(dòng)力性又要降低油耗滿足排放法規(guī)的規(guī)定。使得發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排氣污染等都得到了一定的改善。到目前為止，已出現(xiàn)了多種配氣相位可變的發(fā)動(dòng)機(jī)配氣裝置。普通發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)、閉都由進(jìn)、排凸輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因?yàn)檫M(jìn)、排凸輪型線是固定不變的所以進(jìn)、排氣門(mén)的早開(kāi)角、晚關(guān)角也固定不變，這就意味著只能在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)才處于最佳的配氣相位狀態(tài)，而在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很低或很高時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)配氣相位處于不理想的狀態(tài)。最佳的配 氣相位是在很短的換氣時(shí)間內(nèi)使新鮮空氣 (可燃混合氣 )盡可能多的充入發(fā)動(dòng)機(jī)，并使排氣阻力最小，廢氣殘留量最少。而可變配氣相位 (VVT)技術(shù)已成為新技術(shù)發(fā)展方向之一 [3]。減少未燃 HC排放的有效措施就是控制點(diǎn)火提前角。目前，這些新技術(shù)和新方法，有的已在內(nèi)燃機(jī)上得到 應(yīng)用，有些正處于發(fā)展和完善階段，有可能成為未來(lái)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向 [2]。要求發(fā)動(dòng)機(jī)既要保證良好的動(dòng)力性又要降低油耗滿足排放法規(guī)的規(guī)定。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們的出行頻率增多，活動(dòng)范圍不斷擴(kuò)大，對(duì)交通工具的快速性、機(jī)動(dòng)性和可靠性越來(lái)越高 [1]。 low pollution 。 VVT mechanism 。 其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括對(duì)氣門(mén)組（氣門(mén)、氣門(mén)導(dǎo)管、 氣門(mén)座及氣門(mén)彈簧等零件）的設(shè)計(jì)和氣門(mén)傳動(dòng)組（凸輪軸、鏈輪、挺柱等）的設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)的 可變配氣相位 (VVT)機(jī)構(gòu)，在低速低負(fù)荷工況下，采用低速凸輪型線工作，可縮短氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)間，可減小氣門(mén)升程，可減少進(jìn)入氣缸中的新鮮空氣，可能達(dá)到降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗的目的，可增大了扭矩。由于摩托車(chē)在我國(guó)的發(fā)展以及我國(guó)道路等多種因素的影響，摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在多工況下變換運(yùn)轉(zhuǎn)較多，對(duì)研究摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī) 可變配氣相位 的基本原理、控制模式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理，探討運(yùn)用 可變配氣相位 技術(shù)前、后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響是非常有必要的。可變配氣相位技術(shù)已成為新技術(shù)發(fā)展方向之一。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 、圖表要求： 1） 文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě) 2） 工程設(shè)計(jì)類(lèi)題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符