本文關(guān)鍵詞：汽油發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析及凸輪型線優(yōu)化

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【摘要】：配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)的重要組成部分,其作用是通過控制氣門的開啟與關(guān)閉而實(shí)現(xiàn)氣缸的吸氣與排氣。配氣機(jī)構(gòu)的良好設(shè)計(jì)能保證氣缸最佳的充氣效率、燃料的充分燃燒,發(fā)動機(jī)良好的動力輸出和低排放量。同時,配氣機(jī)構(gòu)還應(yīng)具有良好的動力學(xué)性能,零件間振動小、噪聲低和磨損輕等特性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)在配氣機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析上已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展,對配氣機(jī)構(gòu)的分析主要集中在配氣機(jī)構(gòu)本身性能的研究,配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)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(xué)分析的邊界條件,對正時系統(tǒng)有較大的影響,但國內(nèi)在這方面的研究很欠缺。本文在對某汽油發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)分析和優(yōu)化的過程中,將凸輪軸負(fù)載扭矩作為一個優(yōu)化目標(biāo),進(jìn)行了研究,研究的主要內(nèi)容如下:論文闡述了評價配氣機(jī)構(gòu)性能的重要參數(shù)指標(biāo),列出了這些參數(shù)指標(biāo)的計(jì)算公式,這些指標(biāo)是配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu),介紹了平面挺柱的幾何運(yùn)動規(guī)律�？紤]到配氣機(jī)構(gòu)對正時系統(tǒng)的影響作用,通過運(yùn)動學(xué)分析方法,闡述了凸輪軸負(fù)載扭矩的理論計(jì)算方法,并對凸輪軸負(fù)載扭矩進(jìn)行了計(jì)算,為后續(xù)的動力學(xué)分析提供了理論及數(shù)據(jù)支撐。建立了配氣機(jī)構(gòu)的單閥系和整體動力學(xué)模型,在單閥系模型的分析中,得到了配氣機(jī)構(gòu)基本的性能參數(shù)。在對配氣機(jī)構(gòu)整體的動力學(xué)分析中,提取了不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)、排氣門的負(fù)載扭矩。對比理論計(jì)算結(jié)果,分析了動力學(xué)特性對凸輪軸負(fù)載扭矩波動的影響,為配氣機(jī)構(gòu)的優(yōu)化提供了支持。介紹了凸輪型線的設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)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(diǎn)。說明了緩沖段設(shè)置的原因,影響緩沖段高度的因素和計(jì)算公式,列出了緩沖段的類型和適用的場合。在基本段設(shè)計(jì)中,介紹了現(xiàn)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(xiàng)動力型線作為優(yōu)化的凸輪型線,對優(yōu)化后型線進(jìn)行了仿真分析,得到計(jì)算結(jié)果,包括氣門升程、速度、加速度、豐滿系數(shù)、接觸應(yīng)力、潤滑系數(shù)、K系數(shù)和躍度等,結(jié)果均在允許的范圍內(nèi)。對整個配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動力學(xué)分析,得到了型線優(yōu)化后的進(jìn)、排氣凸輪軸負(fù)載扭矩,通過對比原始型線的凸輪軸負(fù)載扭矩,氣門開啟時刻凸輪軸負(fù)載扭矩波動量明顯降低,達(dá)到了優(yōu)化的目的。論文的研究結(jié)果對進(jìn)行汽油發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、動力學(xué)分析及性能優(yōu)化具有重要的理論意義和工程實(shí)用價值。
【關(guān)鍵詞】：配氣機(jī)構(gòu) 動力學(xué)分析 凸輪型線優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jī)構(gòu)動力學(xué)分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 配氣機(jī)構(gòu)新技術(shù)13-18
• 1.3.1 可變氣門正時升程配氣機(jī)構(gòu)14-17
• 1.3.2 電磁可變配氣機(jī)構(gòu)17-18
• 1.4 主要研究內(nèi)容18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第2章 配氣機(jī)構(gòu)分析的理論基礎(chǔ)20-34
• 2.1 配氣機(jī)構(gòu)的評價指標(biāo)20-27
• 2.1.1 充氣性能20-21
• 2.1.2 凸輪與挺柱接觸應(yīng)力21-22
• 2.1.3 凸輪與挺柱間潤滑特性22-23
• 2.1.4 K系數(shù)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(yùn)動規(guī)律26-27
• 2.2 配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸的負(fù)載扭矩理論計(jì)算27-31
• 2.3 本章小結(jié)31-34
• 第3章 配氣機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析34-52
• 3.1 單閥系配氣機(jī)構(gòu)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(jié)果41-44
• 3.2 整體配氣機(jī)構(gòu)分析44-49
• 3.3 動力學(xué)分析結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果對比49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第4章 配氣機(jī)構(gòu)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(shè)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(jié)65-66
• 第5章 總結(jié)與展望66-68
• 5.1 總結(jié)66-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 作者簡介及科研成果72-74
• 致謝74

【相似文獻(xiàn)】

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