某高速汽油機配氣機構力學分析及性能優(yōu)化.pdf

1、作為發(fā)動機的重要組成部分之一，配氣機構設計的合理與否直接關系到發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性以及耐久性。隨著發(fā)動機轉速、功率的大幅度提高，配氣機構的工作條件日益惡化，在保證充氣效率的同時，要求其在高速運行的情況下仍能保證平穩(wěn)、可靠地工作，因而也就對配氣機構的設計提出了更高的要求。因此，鑒于配氣機構的重要性，需要對其進行合理的設計，以匹配發(fā)動機的工作。
　　本文以某高速汽油機為研究對象，對該發(fā)動機頻繁發(fā)生的凸輪表面局部磨損、挺柱破碎以及氣門

2、不同程度磨損的現(xiàn)象進行原因查找和分析。針對這些現(xiàn)象存在的原因，對其配氣機構進行重新設計優(yōu)化。本文具體的研究內(nèi)容和工作創(chuàng)新點如下:
　　(1).為準確地還原和分析原機出現(xiàn)的問題，在AVL_EXCITE Timing Drive軟件中建立原機的一維模型，對一維模型進行運動學、動力學分析，逐一將計算結果的各個參數(shù)和實際工程要求進行比對，發(fā)現(xiàn)原機存在豐滿系數(shù)偏高、潤滑不良、加速度曲線不光順、最大躍度值過大以及凸輪與挺柱最大接觸應力超標的問

3、題。這些不良的運動學、動力學參數(shù)導致了原機發(fā)動機配氣機構的磨損。
　　(2).針對原機出現(xiàn)的不良參數(shù)，從兩方面著手對原機配氣機構進行優(yōu)化:一方面，從凸輪型線著手，基于AVL EXCITE TD軟件，分別采用等加速—等速和分段函數(shù)的方法進行緩沖段、工作段設計，重新設計凸輪型線，以改善其運動學、動力學特性;另一方面，從凸輪軸結構著手，考慮到進氣過程對燃燒的影響，提出三進氣門非同步開啟的方案，將原進氣凸輪軸結構改為非同步凸輪軸。這種不同

4、于傳統(tǒng)的配氣機構優(yōu)化思路也是本文的創(chuàng)新點。
　　(3).利用AVL_EXCITE TD軟件，進行動態(tài)模擬計算，驗證新凸輪型線的運動學和動力學性能;利用GT-Power軟件和試驗標定相結合以及基于單一因素變量的方法，對原機、重新設計凸輪型線、非同步氣門開啟三種方案進行轉矩和燃油消耗率的對比，以驗證優(yōu)化后的方案對原機在經(jīng)濟性和動力性方面的提升。
　　通過本文所做的研究，在分析原機存在的實際工程問題的基礎上，對配氣機構進行優(yōu)化設計