發(fā)布時間：2017-09-29 13:03

  本文關鍵詞：汽油發(fā)動機配氣機構動力學分析及凸輪型線優(yōu)化

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【摘要】：配氣機構是發(fā)動機的重要組成部分,其作用是通過控制氣門的開啟與關閉而實現氣缸的吸氣與排氣。配氣機構的良好設計能保證氣缸最佳的充氣效率、燃料的充分燃燒,發(fā)動機良好的動力輸出和低排放量。同時,配氣機構還應具有良好的動力學性能,零件間振動小、噪聲低和磨損輕等特性。隨著計算機技術的發(fā)展,國內在配氣機構的動力學分析上已經取得了很大的進展,對配氣機構的分析主要集中在配氣機構本身性能的研究,配氣機構是發(fā)動機的一個子系統(tǒng),與曲軸系統(tǒng)和正時系統(tǒng)配合工作,是正時系統(tǒng)動力學分析的邊界條件,對正時系統(tǒng)有較大的影響,但國內在這方面的研究很欠缺。本文在對某汽油發(fā)動機配氣機構進行動力學分析和優(yōu)化的過程中,將凸輪軸負載扭矩作為一個優(yōu)化目標,進行了研究,研究的主要內容如下:論文闡述了評價配氣機構性能的重要參數指標,列出了這些參數指標的計算公式,這些指標是配氣機構設計及優(yōu)化過程中需要滿足的基本條件。針對本文研究的平面挺柱配氣機構,介紹了平面挺柱的幾何運動規(guī)律�？紤]到配氣機構對正時系統(tǒng)的影響作用,通過運動學分析方法,闡述了凸輪軸負載扭矩的理論計算方法,并對凸輪軸負載扭矩進行了計算,為后續(xù)的動力學分析提供了理論及數據支撐。建立了配氣機構的單閥系和整體動力學模型,在單閥系模型的分析中,得到了配氣機構基本的性能參數。在對配氣機構整體的動力學分析中,提取了不同轉速下進、排氣門的負載扭矩。對比理論計算結果,分析了動力學特性對凸輪軸負載扭矩波動的影響,為配氣機構的優(yōu)化提供了支持。介紹了凸輪型線的設計方法,凸輪型線包括基圓段、緩沖段和基本段。在凸輪型線的優(yōu)化過程中基圓段受到配氣機構整體結構的影響,優(yōu)化空間很小,因此將緩沖段和基本段作為優(yōu)化重點。說明了緩沖段設置的原因,影響緩沖段高度的因素和計算公式,列出了緩沖段的類型和適用的場合。在基本段設計中,介紹了現在常采用的幾種加速度曲線。通過對比各種加速度曲線,選用多項動力型線作為優(yōu)化的凸輪型線,對優(yōu)化后型線進行了仿真分析,得到計算結果,包括氣門升程、速度、加速度、豐滿系數、接觸應力、潤滑系數、K系數和躍度等,結果均在允許的范圍內。對整個配氣機構進行了動力學分析,得到了型線優(yōu)化后的進、排氣凸輪軸負載扭矩,通過對比原始型線的凸輪軸負載扭矩,氣門開啟時刻凸輪軸負載扭矩波動量明顯降低,達到了優(yōu)化的目的。論文的研究結果對進行汽油發(fā)動機配氣機構的設計、動力學分析及性能優(yōu)化具有重要的理論意義和工程實用價值。
【關鍵詞】：配氣機構 動力學分析 凸輪型線優(yōu)化
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U464.171
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 配氣機構動力學分析國內外研究現狀11-13
• 1.2.1 國外研究現狀11-12
• 1.2.2 國內研究現狀12-13
• 1.3 配氣機構新技術13-18
• 1.3.1 可變氣門正時升程配氣機構14-17
• 1.3.2 電磁可變配氣機構17-18
• 1.4 主要研究內容18-19
• 1.5 本章小結19-20
• 第2章 配氣機構分析的理論基礎20-34
• 2.1 配氣機構的評價指標20-27
• 2.1.1 充氣性能20-21
• 2.1.2 凸輪與挺柱接觸應力21-22
• 2.1.3 凸輪與挺柱間潤滑特性22-23
• 2.1.4 K系數23-24
• 2.1.5 氣門落座力24
• 2.1.6 氣門彈簧24-26
• 2.1.7 平面挺柱運動規(guī)律26-27
• 2.2 配氣機構凸輪軸的負載扭矩理論計算27-31
• 2.3 本章小結31-34
• 第3章 配氣機構動力學分析34-52
• 3.1 單閥系配氣機構分析34-44
• 3.1.1 凸輪軸和軸承座的總剛度與總阻尼34-36
• 3.1.2 挺柱與氣門剛度36-40
• 3.1.3 凸輪型線40-41
• 3.1.4 單閥系仿真結果41-44
• 3.2 整體配氣機構分析44-49
• 3.3 動力學分析結果與理論計算結果對比49-50
• 3.4 本章小結50-52
• 第4章 配氣機構凸輪型線優(yōu)化52-66
• 4.1 凸輪型線緩沖段52-56
• 4.1.1 緩沖段設置的原因52-53
• 4.1.2 緩沖段高度53-54
• 4.1.3 緩沖段類型54-56
• 4.2 凸輪型線基本段56-59
• 4.3 凸輪型線的優(yōu)化59-65
• 4.4 本章小結65-66
• 第5章 總結與展望66-68
• 5.1 總結66-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻68-72
• 作者簡介及科研成果72-74
• 致謝74

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本文編號：942141