某高速汽油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)力學(xué)分析及性能優(yōu)化.pdf

1、作為發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分之一，配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及耐久性。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率的大幅度提高，配氣機(jī)構(gòu)的工作條件日益惡化，在保證充氣效率的同時(shí)，要求其在高速運(yùn)行的情況下仍能保證平穩(wěn)、可靠地工作，因而也就對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。因此，鑒于配氣機(jī)構(gòu)的重要性，需要對(duì)其進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的工作。
　　本文以某高速汽油機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)行原因查找和分析。針對(duì)這些現(xiàn)象存在的原因，對(duì)其配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)優(yōu)化。本文具體的研究?jī)?nèi)容和工作創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1).為準(zhǔn)確地還原和分析原機(jī)出現(xiàn)的問(wèn)題，在AVL_EXCITE Timing Drive軟件中建立原機(jī)的一維模型，對(duì)一維模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析，逐一將計(jì)算結(jié)果的各個(gè)參數(shù)和實(shí)際工程要求進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)原機(jī)存在豐滿系數(shù)偏高、潤(rùn)滑不良、加速度曲線不光順、最大躍度值過(guò)大以及凸輪與挺柱最大接觸應(yīng)力超標(biāo)的問(wèn)

3、題。這些不良的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)導(dǎo)致了原機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的磨損。
　　(2).針對(duì)原機(jī)出現(xiàn)的不良參數(shù)，從兩方面著手對(duì)原機(jī)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)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(jìn)行緩沖段、工作段設(shè)計(jì)，重新設(shè)計(jì)凸輪型線，以改善其運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特性;另一方面，從凸輪軸結(jié)構(gòu)著手，考慮到進(jìn)氣過(guò)程對(duì)燃燒的影響，提出三進(jìn)氣門非同步開(kāi)啟的方案，將原進(jìn)氣凸輪軸結(jié)構(gòu)改為非同步凸輪軸。這種不同

4、于傳統(tǒng)的配氣機(jī)構(gòu)優(yōu)化思路也是本文的創(chuàng)新點(diǎn)。
　　(3).利用AVL_EXCITE TD軟件，進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算，驗(yàn)證新凸輪型線的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能;利用GT-Power軟件和試驗(yàn)標(biāo)定相結(jié)合以及基于單一因素變量的方法，對(duì)原機(jī)、重新設(shè)計(jì)凸輪型線、非同步氣門開(kāi)啟三種方案進(jìn)行轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率的對(duì)比，以驗(yàn)證優(yōu)化后的方案對(duì)原機(jī)在經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性方面的提升。
　　通過(guò)本文所做的研究，在分析原機(jī)存在的實(shí)際工程問(wèn)題的基礎(chǔ)上，對(duì)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)