柴油機凸輪—挺柱磨損分析與摩擦副匹配試驗研究.pdf

1、配氣機構(gòu)是柴油機的重要部件之一，它設(shè)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(gòu)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(gòu)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(shè)計已經(jīng)由傳統(tǒng)的動力學(xué)設(shè)計發(fā)展到以壽命長且使用可靠

2、性、精度和效率高為主要指標(biāo)的新階段。因此，要對配氣機構(gòu)的設(shè)計提出更高要求，對配氣機構(gòu)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(gòu)為研究對象。在分析研究了一些相關(guān)國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上，總結(jié)了發(fā)動機配氣機構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r，分析了配氣機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)特性以及配氣凸輪的評價指標(biāo)。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(yīng)力；同時對凸輪—挺柱二者的形狀結(jié)構(gòu)、空間位置、材料、硬度進行了匹配

3、優(yōu)化分析。對優(yōu)化后的結(jié)果設(shè)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(jié)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(yīng)力、豐滿系數(shù)、最小曲率半徑等相關(guān)參數(shù)的結(jié)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(yīng)力三個方面出發(fā)，通過對曲線和參數(shù)的分

4、析，對原凸輪配氣機構(gòu)進行分析評價找出磨損原因，提出改進措施進行改進。
　?。?）在保持柴油機原有動力性能的基礎(chǔ)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(shè)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(jié)合原凸輪型線的計算分析，選出多組新的設(shè)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(jié)果。
　?。?）對MATLAB軟件計算出