某高速汽油機配氣機構(gòu)力學(xué)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(gòu)設(shè)計的合理與否直接關(guān)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(zhuǎn)速、功率的大幅度提高，配氣機構(gòu)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(gòu)的設(shè)計提出了更高的要求。因此，鑒于配氣機構(gòu)的重要性，需要對其進行合理的設(shè)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(gòu)進行重新設(shè)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(xué)、動力學(xué)分析，逐一將計算結(jié)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(yīng)力超標(biāo)的問

3、題。這些不良的運動學(xué)、動力學(xué)參數(shù)導(dǎo)致了原機發(fā)動機配氣機構(gòu)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(gòu)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(shè)計，重新設(shè)計凸輪型線，以改善其運動學(xué)、動力學(xué)特性;另一方面，從凸輪軸結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)改為非同步凸輪軸。這種不同

4、于傳統(tǒng)的配氣機構(gòu)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(xué)和動力學(xué)性能;利用GT-Power軟件和試驗標(biāo)定相結(jié)合以及基于單一因素變量的方法，對原機、重新設(shè)計凸輪型線、非同步氣門開啟三種方案進行轉(zhuǎn)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(chǔ)上，對配氣機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計