本文關鍵詞：柴油機凸輪—挺柱磨損分析與摩擦副匹配試驗研究

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【摘要】：配氣機構是柴油機的重要部件之一,它設計的是否合理將直接影響到柴油機的動力性和經(jīng)濟性以及工作穩(wěn)定性、可靠性和排放性能。隨著人們對柴油機性能要求的不斷提高,發(fā)動機不斷地向著高速化、高功率發(fā)展,其強化程度也在不斷加強。同時,配氣機構的工作條件也在不斷惡化,因此柴油機必須能夠在高速運行的工況下仍然能夠平穩(wěn)可靠地工作。其中,配氣機構的磨損對發(fā)動機的工作性能和使用壽命有著十分重要的意義。并且現(xiàn)代機械設計已經(jīng)由傳統(tǒng)的動力學設計發(fā)展到以壽命長且使用可靠性、精度和效率高為主要指標的新階段。因此,要對配氣機構的設計提出更高要求,對配氣機構的摩擦磨損進行分析研究是十分有必要的。本文以某國產(chǎn)農(nóng)用四氣門柴油機配氣機構為研究對象。在分析研究了一些相關國內(nèi)外文獻的基礎上,總結了發(fā)動機配氣機構的發(fā)展狀況,分析了配氣機構的運動學和動力學特性以及配氣凸輪的評價指標。通過優(yōu)化凸輪型線,增大最小曲率半徑以及減小彈簧剛度來降低接觸應力;同時對凸輪—挺柱二者的形狀結構、空間位置、材料、硬度進行了匹配優(yōu)化分析。對優(yōu)化后的結果設計了合理的試驗方案,進行了詳細的試驗驗證。具體工作包括:(1)對柴油機所出現(xiàn)的凸輪挺柱磨損現(xiàn)象進行分析,找出磨損原因。具體是從凸輪和挺柱兩個方面出發(fā):結合原凸輪圖紙升程表,利用MATLAB軟件可得到原凸輪升程、速度和加速度曲線。計算出凸輪挺柱間最大接觸應力、豐滿系數(shù)、最小曲率半徑等相關參數(shù)的結果。(2)從凸輪和挺柱的硬度及材料的匹配、潤滑情況以及接觸應力三個方面出發(fā),通過對曲線和參數(shù)的分析,對原凸輪配氣機構進行分析評價找出磨損原因,提出改進措施進行改進。(3)在保持柴油機原有動力性能的基礎上,對凸輪和挺柱以及兩者之間的匹配進行改進,并對配氣凸輪型線進行優(yōu)化設計,來改善原配氣凸輪存在的磨損問題。新凸輪型線具體是采用等加速-等速緩沖段和高次多項式工作段。結合原凸輪型線的計算分析,選出多組新的設計參數(shù),利用MATLAB軟件的數(shù)據(jù)計算和圖形輸出功能,可得出多組凸輪型線結果。(4)對MATLAB軟件計算出的多組凸輪型線進行運動學計算分析,且通過各性能參數(shù)的分析,綜合比較所得的幾組型線并和原凸輪型線進行對比分析,選取出一組最優(yōu)的凸輪型線結果。(5)制定合理的試驗方案,對優(yōu)化后的凸輪進行可靠性試驗,測量出磨損量。并和原磨損量對比分析,觀察挺柱磨損是否改善,優(yōu)化后型線是否滿足需求。如不滿足需進行繼續(xù)優(yōu)化改進。
【學位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK423

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本文編號：1144025