毕业设计__配气机构的设计
毕业设计__配气机构的设计
毕业设计说明书配气机构的设计姓名:所属院校：专业:班级:学号:指导教师：目录概述1、配气机构的功用 (6)2、配气机构的设计要求 (6)3、配气机构计算参数的确定 (7)一、凸轮轴的设计：1、凸轮轴的设计要求 (7)2、凸轮轴的结构 (7)3、凸轮轴的选材 (7)4、凸轮轴的支承轴颈轴承的材料 (7)5、凸轮轴的定位方式 (7)6、凸轮轴的最小尺寸定位方式 (7)7、凸轮轴的热处理工艺 (8)8、凸轮轴的损坏形式 (8)9、凸轮轴的计算 (9)二、凸轮的设计1、凸轮设计的要求 (10)2、凸轮基圆设计 (11)①基圆半径的确定 (13)②凸轮位置的确定 (13)③配气相位与凸轮的作用角 (14)④凸轮顶部的圆弧半径 (14)三、挺柱的设计1、挺柱的结构 (10)2、挺柱的材料 (15)3、平面挺柱导向面与导向孔之间挤压应力的计算 (16)4、平面挺柱的最大速度 (16)5、凸轮与挺柱间接触应力的计算 (17)6、挺柱导向面直径r d与长度r L按照下面的公式确定 (18)7、挺柱头部球面支座的设计 (19)8、凸轮和挺柱的主要损坏形式及其预防 (19)四、推杆的设计1、推杆的功能 (20)2、推杆的材料 (20)3、推杆的结构形式 (20)4、尺寸设计 (20)5、推杆稳定性安全系数的确定 (20)6、推杆球头与挺柱球面支座，推杆球头与摇臂调节螺钉球面支座间接触应力的计算 (21)五、摇臂的设计1、摇臂的工作原理 (22)2、摇臂的结构 (22)3、摇臂比 (22)4、摇臂润滑 (22)5、摇臂的定位 (23)6、摇臂的材料 (23)7、摇臂与气门杆顶面间接触应力的计算 (23)六、气门组的设计1、气门的设计 (25)➢1）气门设计的基本要求 (25)➢2)气门的工作条件分析 (25)➢3）气门材料的选择 (26)➢4）气门头的设计 (27)➢5）气门杆的设计 (29)2、气门旋转机构的设计 (30)3、气门座圈的设计 (30)4、气门导管的设计 (32)5、气门的主要损坏形式和预防措 (33)七、气门弹簧的设计1、气门弹簧的设计要求 (34)2、气门弹簧的作用 (35)3、气门弹簧的工作条件 (35)4、气门弹簧的结构 (35)5、气门弹簧的选材 (35)6、气门弹簧特性曲线与气门惯性力曲线的配合 (36)7、气门弹簧的有关计算 (37)➢1）弹簧的最大弹力 (37)➢2）弹簧最小的弹力 (38)➢3）弹簧的刚度 (38)➢4）弹簧变形 (38)➢5）内、外弹簧之间的负荷分配 (39)➢6）内外弹簧的刚度 (39)➢7）弹簧的尺寸 (40)8、提高气门弹簧疲劳强度的措施 (42)参考文献 (43)致谢 (43)配气机构的设计概述1、配气机构的功用：是完成换气过程，根据发动机气缸的工作循环次序，定时地开启和关闭进、排气门，不断的用新鲜的气体来气缸内上一循环的的废气。
一种新型节能环保型配气机构的设计
一种新型节能环保型配气机构的设计作者：暂无来源：《时代汽车》 2016年第7期郭永清丁志华刘思远九江学院机械与材料工程学院江西省九江市332005摘要：本文主要介绍了一种新型节能环保型配气机构，将气门组与气门传动组结为一体，打开气门不再需要克服弹簧弹力，具有有效输出功率高、油耗小、噪声小、发动机运转稳定等优点。
关键词：节能环保；配气机构；电磁机构；创新设计现代汽车发动机普遍采用的配气机构由凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂、摇臂轴、气门弹簧及气门导管等一些相关部件组成。
这类配气机构气门弹簧弹力都是作用在气门和汽缸盖上，即不可避免的需要克服气门弹簧弹力做功，将气门打开达到进气或排气的目的，从而就会消耗一部分有用功。
“节能环保型配气机构”则是将气门和凸轮作为整体使气门弹簧弹力作用在气门和凸轮轴上，既达到顺应汽车工业的发展又能满足节能减排的目的。
1新型节能环保型配气机构的结构组成与特点本项设计目的在于提供一种汽车发动机的新型配气机构，具有有效输出功率高、油耗小、噪声小、发动机运转稳定等优点。
该节能环保型配气机构为了实现以上目的而提供的技术方案中包括以下组件，开槽凸轮，凸轮气门连接件，电磁铁，气门弹簧上座，气门收缩器，气门弹簧，气门弹簧下座，气门，气门导管等。
当发动机工作时，凸轮轴沿顺时针转动，开槽凸轮随凸轮轴的转动而旋转，通过电磁铁的通断来控制气门收缩器的伸展与收缩来达到打开和关闭气门的目的。
本节能型环保型配气机构打破传统，将气门组与气门传动组结为一体，打开气门不再需要克服弹簧弹力，具有有效输出功率高、油耗小、噪声小、发动机运转稳定等优点。
2新型节能环保型配气机构的工作原理发动机运转过程中，高速旋转的曲轴通过齿带的传动使凸轮轴高速运转，当凸轮到达初始位置时曲轴位置传感器产生信号1并将该信号设为电磁铁初始信号，ECU接收该信号后立即切断电磁铁的电流，气门收缩器在轻质弹簧的作用下向两边沿气门弹簧上座上表面移动，从而使气门收缩器回复到初始位置，而且使气门收缩器在下一个信号（信号2）之前保持初始位置，气门则在气门弹簧的拉力下保证气门不会漏气。
5.配气机构设计
第五章配气机构设计第一节配气机构的形式及评价第二节配气机构运动学和凸轮形线设计第三节配气机构动力学第四节配气机构主要零件设计要点第五节可变配气机构第一节配气机构形式及评价一、配气机构的设计要求基本要求：气缸换气良好，气门通过能力大，气门开启时面值大，气门开口面积大且快开快关。
惯性力↗负荷↗磨损↗振动↗噪声↗。
二、配气机构形式1、下置凸轮轴侧置气门2、下置凸轮轴顶置气门3、顶置凸轮轴顶置气门1、下置凸轮轴侧置气门：可靠，但充气系数小，抗爆性差，HC排放多，趋于淘汰。
2、下置凸轮轴顶置气门：充气系数大，但零件多，质量大，刚性差。
3、顶置凸轮轴顶置气门：动力性能好，但传动链长。
三、每缸气门数：一般一进一排；现在有：二进二排；三进二排；二进一排四、凸轮轴的传动：齿轮（正时）传动；链条传动；齿带传动。
最近出现了各种配气定时可调的内燃机，使之能在更宽的范围内保持较为有利的配气定时。
第二节配气机构运动学和凸轮形线一、凸轮设计与机构运动学：配气凸轮外形决定气门的通过能力和构件加速度变化规律。
一般设计过程：从动件加速度规律→从动件运动规律→凸轮外形生产中，配气凸轮外形都是用靠模机床加工的，而凸轮靠模往往是用展成法制造的。
二、凸轮挺柱的运动规律：凸轮升程丰满系数1.等加速减速凸轮这种凸轮存在冲击性惯性负荷，甚至“飞脱”2、复合正弦凸轮：用一个正半波大幅短周期正弦曲线和一个负1/4波小幅长周期正弦曲线组成半作用角的挺柱加速度曲线。
3.高次多项式凸轮：为得到高阶光滑，提出高次多项式凸轮。
各待定系数和幂指数根据边界条件计算。
二.气门间隙与缓冲段设计：由于存在气门间隙等因素，所以需设计缓冲段。
缓冲段主要参数：高度：0.15~0.3mm速度：0.006~0.025mm/(°)包角：15°~40°缓冲段形线的形式：（１）等加速－等速型（２）余弦型三、有关配气凸轮机构的一些几何问题：确定了挺柱的运动规律（升程表）后，凸轮外形设计就算完成。
汽车发动机配气机构的设计与研究
汽车发动机配气机构的设计与研究摘要：汽车发动机的配气系统装置机构是气缸的主要部分，它能够按照汽缸的运行流程，通过定时开关入、排气的阀门，来完成向汽缸内吸入新鲜空气和排出尾气。
本研究主要针对目前在汽车上最普遍使用的汽油发动机进行配气装置的结构设置，同时还对配气系统结构中的凸轮结构进行了动态设计，以确保发动机得到足够的气体供应。
关键词：汽车发动机；配气机构；设计；研究汽车发电机配气系统装置机构是气缸的主要部分，它按照汽缸的常规工作方法，通过定时开闭进、排气阀门，使汽缸内吸收新鲜空气并排出发动机尾气。
该项工作将着重针对在微型汽车中使用的汽油引擎进行配气方式分析，并对配对凸轮机构进行动作分解，以确保发动机得到足够的气体供应。
1.绪论配气系统机构设计在发动机组成上起着关键性作用，发动机的空气经济性、动力性能否完善，工作环境能否安全可靠，以及噪声与震动是否受到了合理的限制等，这都和配气系统机构的设计有着密切联系。
为提高气缸的稳定性，人们对发动机配气结构开展了较多、较详细的研究，主要涉及凸轮型线、气门活动状态、气门震动模拟、挺柱和凸轮之间的接触位置等。
由于在国内开始的早期，国外已经掌握了较为完备的发动机技术，这其中就包括了从配起机构的基本原理和应用的技术方面，就己经发展的较为完备了。
在上个世纪90年代，在全球上各大工厂都还使用单个气缸的二个正时进、当排气门数时，一位日本工程师发明了多气门发动机，而所谓多气门发动机就是发动机气缸进、排气门数超过两个气门。
当时，它主要是由日本制造商开发的。
它基本上是一个四阀多阀的设计。
20世纪90年代末，本田率先开发了VTEC发动机，该发动机可以自由调整正时长度和正时，以克服常见多气门发动机在中低转速时排放效率低的问题。
但是由于结构的影响，气动阀在自动控制的操作过程中并不方便，所以早期的VTEC只有两冲程控制，现在更多的时候只有三冲程控制，再加上新配备的VTEC发动机，在加速的时候，往往会有突然的推回感觉，这也降低了驾驶的舒适性。
汽车内燃机配气机构毕业设计
本科专业职业生涯设计姓名学号年级专业系（院）指导教师2010年 4 月 15 日目录第一部分同舟共济，自强不息，我的汽车工程师之路 (5)前言 (5)1 自我探索 (5)1.1 职业兴趣 (5)1.1.1 自我评估的结果：ECR (5)1.1.2 职业测评的结果：SRI (6)1.1.3 职业兴趣探索小结 (6)1.2 职业能力 (7)1.2.1 自我评估的结果：RIC (7)1.2.2 职业测评的结果：RIS (7)1.2.3 360度评估结果 (8)1.2.4 职业能力探索小结 (8)1.3 职业价值观 (9)1.3.1 职业价值观测评结果 (9)1.3.2 职业价值观小结 (9)1.4 个性特征 (9)2 了解和分析职业 (10)2.1 世界大背景 (10)2.2 国内汽车行业行情 (10)2.3 汽车行业人才需求情况 (11)3 匹配抉择 (11)3.1 性格与爱好的匹配 (11)3.2 性格与价值取向的匹配 (11)3.3 爱好与价值取向的匹配 (11)3.4 我的职业目标 (12)3.4.1 同济大学汽车学院简介 (12)3.4.2 执行路线 (13)4 自我监控和调整 (13)4.1 监控 (13)4.1.1 目的 (13)4.1.2 内容要素 (14)4.2 修正方案 (14)5 结束语 (14)第二部分汽车内燃机配气机构的优化设计 (15)摘要 (15)ABSTRACT (16)1 课题背景 (16)1.1 配气机构的研究历程 (17)1.2 配气机构优化设计的目的及意义 (17)2 配气机构简介 (18)2.1配气机构概述 (18)2.2配气机构采用的新技术 (20)2.2.1顶置凸轮轴技术 (20)2.2.2 多气门技术 (20)2.2.3 可变气门正时配气机构(VVA) (21)3 总布置设计 (22)3.1 气门的布置形式 (22)3.1.1 气门顶置式配气机构 (22)3.2 凸轮轴的布置形式 (22)3.3 凸轮轴的传动方式 (22)3.4 每缸气门数及其排列方式 (22)3.5 气门间隙 (23)4 配气定时工作原理 (23)5 配气机构的零件和组件 (24)5.1 气门组 (24)5.1.1 气门 (25)5.1.2 气门座圈 (29)5.1.3 气门导管 (30)5.1.4 弹簧设计计算 (30)5.2 气门传动组 (35)5.2.1 凸轮轴 (35)5.2.2 凸轮型线设计 (35)5.2.3 缓冲段设计 (37)5.2.4 排气凸轮型线的优化设计 (38)5.2.5 凸轮轴进排气凸轮角度设计 (38)5.2.6 基本段设计 (39)5.2.7 曲轴正时带轮与凸轮轴正时带轮 (40)5.2.8 挺柱 (40)5.2.9 推杆 (40)5.2.10 摇臂 (41)设计总结 (41)参考文献 (42)谢辞 (43)第一部分同舟共济，自强不息，我的汽车工程师之路前言关于人生发展阶段的论述，孔子曾在《论语•为政》中说：“吾十有五而志于学，三十而立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳顺，七十而从心所欲，不逾矩。
气动发动机旋转阀式配气机构设计
摘要配气机构是发动机的重要机构之一，其设计好坏对发动机的性能、可靠性和寿命有着很大的影响。
现阶段我们普遍使用的是往复式顶杆气门进排气装置，其不足之处在于：1）噪音比较大；2）内燃机是自然吸气的，传统顶杆气门装置由凸轮驱动，一旦凸轮形线确定，气门最大开度和相位配合角度也随之确定。
而气动发动机进气要求压力和流量可调节，即要求进气相位可调。
所以传统顶杆气门进排气装置不能满足气动发动机的要求。
为了改善和克服传统气动发动机所采用的往复开闭气门振动大及进气角度问题，本实用新型往复式发动机的旋转阀配气机构提出了一种结构简单的旋转气门配气机构。
本实用新型配气机构采用了旋转阀，旋转阀体是一个管状回转体，安装在气缸盖中。
曲轴通过正时带轮、正时皮带带动旋转阀转动。
旋转阀进、排气道沿阀体轴向排列，阀体外圆周面开有旋转阀进、排气口，旋转阀进、排气口分别将旋转阀进气道、排气道与燃烧室连通，旋转阀进气道和旋转阀排气道分别与进气管、排气管连结。
由于采用了旋转气门，免除了配气机构的往复运动，有效减小了气门开闭的震动，使整个发动机的震动大大减小。
由于进、排气通道设计在一个旋转体中，传动件很少。
本实用新型特别适用于小型单或多缸发动机。
关键词：配气机构；顶杆气门；旋转阀AbstractThe valve train is one of the important institutions of the engine,it has a great impact in its design or bad engine performance, reliability and lifetime. At this stage, we generally use a reciprocating ejector valve intake and exhaust device, Deficiencies that it is nosie, The internal combustion engine is naturally aspirated, traditional ejector valve device is driven by the cam and cam-shaped lines to determine the maximum opening of the valve and phase matching angle also will be determined. The pneumatic engine intake requirements of pressure and flow can be adjusted that require adjustable intake phase. Therefore, the intake and exhaust device of the conventional ejector valve can not meet the requirements of the pneumatic engine.In order to improve and overcome traditional reciprocating engine used pneumatic opening and closing valve vibration and intake point, this utility model reciprocating rotary valve engine valve train has a simple structure rotating valve valve train. The gas distribution mechanism uses a rotary valve, the rotary valve element is a tubular turning body, and installed in the cylinder head. Crankshaft timing pulleys, timing belt driven rotary valve rotation. Rotary valve inlet and exhaust ports are arranged along the body axis and the outer circumference of the body surface open rotary valve into the exhaust port rotary valve intake and exhaust ports, respectively, the rotary valve inlet and exhaust ports and combustion chambers connectivity rotary valve inlet and exhaust ports of the rotary valve and the intake manifold, exhaust pipe link. Eliminates the use of a rotary valve, the reciprocating motion of the gas distribution mechanism, is effective in reducing the vibration of the valve opening and closing, and greatly reduced so that the vibration of the entire engine. As the intake and exhaust channel design in a rotating body, the drive member is very little. The utility model particularly suitable for small single-or multi-cylinder engine.Keywords:gas distribution agencies; ejector valve; rotary valve目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 配气机构的研究历程 (1)1.2 配气机构的发展 (1)1.3 配气机转轴阀机与气门机的结构及性能比较 (2)第二章配气机构的功用及组成 (3)2.1 新型配气机构的机构原理 (3)2.2 新型配气机构的功用 (3)2.3 新型配气机构的组成 (3)2.4 新型配气机构的工作原理 (4)第三章配气机构的设计 (6)3.1 新型配气机构的设计要求 (6)3.2 配气机构设计的主要任务 (6)3.3 配气机构气缸盖的设计 (6)3.3.1 气缸盖的作用 (6)3.3.2 气缸盖的设计原则 (6)3.3.3 气缸盖的结构 (7)3.3.4 气缸盖的材料 (7)3.3.5 气缸盖壁厚设计 (7)3.4 齿轮传动的计算 (8)3.4.1 选择材料、热处理方法及精度等级 (8)3.5 链轮的设计与校核 (11)3.5.1 选择材料、热处理方法及精度等级 (11)3.6 旋转轴的设计与校核 (13)3.6.1 旋转轴的结构设计 (13)3.6.2 旋转轴的校核 (14)3.7 轴承的选择与校核 (21)3.8 其他结构的设计 (22)3.8.1 法兰盘的设计 (22)3.8.2 沟槽的设计 (22)3.8.3 齿轮盒的设计 (23)3.8.4 缸头侧盖的设计 (23)第四章配气机构的配气相位 (25)4.1 进气口和排气口的设计 (25)4.2 进、排气配气相位 (26)4.2.1 进气门的配气相位 (26)4.2.2排气门的配气相位 (27)4.2.3进排气阀配气配合相位 (27)第五章配合公差的选择 (30)5.1 齿轮内孔和轴的配合 (30)5.1.1 键的选择 (30)5.1.2 齿轮与轴的配合 (31)5.2 轴和轴承的配合 (31)5.3 轴和缸盖的配合 (31)第六章三维立体图 (33)结束语 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第一章绪论1.1 配气机构的研究历程作为发动机的重要组成部件，配气机构的研究内容从最初单纯的凸轮经验设计，发展到常将配气机构传动链当作完全刚性物体只进行运动学计算，再发展到了整个配气机构的运动学与动力学的综合研究。
汽车发动机配气机构分析设计研究.(DOC)
汽车发动机配气机构分析设计研究学院：机械工程学院专业、班级：学生姓名：指导教师（职称）：完成日期：汽车发动机配气机构分析设计研究总计：毕业论文：页表格：表插图：幅指导教师：评阅人：完成时间：摘要汽车发动机配气机构是发动机的重要组成部分，它根据气缸的工作次序，定时开关进、排气门，保证气缸吸入新鲜空气和排除废气。
本研究主要针对小型汽车上使用的汽油机进行配气机构设计，并对配气机构中的凸轮进行运动分析，以保证发动机获得充分的空气供给。
本文首先结合顶置式配气机构的特点，分析配气机构所要达到的性能和工作性能的要求，同时分析转速、扭矩和功率的关系是否合理。
其次，整个配气机构是由凸轮驱动的，配气机构的性能在很大程度上取决于配气凸轮的形状。
本文在深入研究内燃机配气机构凸轮型线设计理论的基础上，提出并构造配气凸轮型线，同时计算它的工作阻力。
该型线可以提高配气机构的丰满度，并且光滑连续，并通过仿真，模拟出配气机构中凸轮以及凸轮与挺杆之间的相关参数情况，进行直观表达。
在论文的最后，通过分析所设计的配气机构，找出设计配气机构存在的问题，并提出改进意见。
本研究通过对设计的发动机配气机构进行总结分析，对其发展方向进行展望，从而为配气机构的相关性能研究提供判断依据，为内燃机配气机构的优化设计提供参考。
关键词：配气机构；凸轮设计；matlab仿真；阻力计算；弹簧校核ABSTRACTCar Engine Valve is an important part of the engine , which according to the work order of the cylinder, the timer switch intake and exhaust valves , cylinders breathe fresh air and to ensure that exclude emissions. This study focused on the use of small cars gasoline engine valve train design, and the cam valve train motion analysis to ensure that the engine with sufficient air supply .Firstly, the characteristics overhead valve bodies , valve bodies analyze the performance and work to achieve performance requirements , while analyzing the relationship between speed, torque and power is reasonable. Secondly , the entire gas distribution mechanism is driven by the cam , valve train performance depends largely on the shape of the gas distribution cam . Based on in-depth study of Engine Valve cam profile design theory, proposed and constructed gas distribution cam profile , and calculate its working resistance . This type of line can improve the gas distribution sector fullness and smooth and continuous , and through simulation, simulation of the relevant parameters in the case of Valve tappet cams and cam and between the intuitive expression . In the end, through the analysis of the design of the paper Valve , Valve designed to identify problems and suggest improvements .In this study, the engine valve train design were analyzed , prospected for its development, so as to provide a basis for judging the performance of research related to gas distribution agencies , to provide a reference for the optimal design of the internal combustion engine by Valve .Keywords : Valve ; cam design ; matlab simulation ; resistance calculation ; spring check目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1. 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 课题研究的主要内容和意义 (3)1.2.1 课题研究的主要内容 (3)1.2.2 课题研究的意义 (4)2. 配气机构的结构设计 (4)2.1 配气机构的简介 (6)2.1.1 配气机构的种类 (5)2.1.2 配气机构的组成 (7)2.2 配气机构的总体选型与设计 (10)2.2.1 功率扭矩与配气机构的选择 (10)2.2.2 确定配气结构的总体结构型式 (10)2.3 本章小结 (11)3. 配气机构的凸轮设计 (12)3.1 拟定部分参数及要求 (12)3.1.1 凸轮型线类型的选择 (12)3.2 计算凸轮的外形尺寸 (12)3.3 运动规律的分析 (15)3.3.1 matlab仿真 (17)3.4 凸轮过渡段的设计 (21)3.5 本章小结 (23)4. 弹簧阻力计算 (24)4.1 弹簧力计算 (24)4.1.1 拟定部分发动机气门弹簧的主要参数 (24)4.1.2 弹簧力 (24)4.1.3 弹簧应力 (28)4.2 减少功率损耗的措施 (29)4.2.1 滚动摩擦代替滑动摩擦 (29)4.2.2 改变机构尺寸 (29)4.3 本章小结 (29)总结 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录1：外文翻译附录2：外文原文1. 绪论1.1 研究背景配气机构在发动机组成上起着重要作用，发动机的经济性、动力性是否良好，工作是否可靠，噪音和振动能否得到有效的控制，这些都与配气机构的设计有密切关系。
柴油机配气凸轮机构的设计
偏心轮
斜齿轮
5、摇臂
功用： 将推杆或凸轮传来的力改变方向， 功用： 将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以推 开气门。 开气门。 分类：普通摇臂和无噪生摇臂。 分类：普通摇臂和无噪生摇臂。
短臂 长臂 摇臂
摇臂结构示意图
摇臂组示意图
摇臂轴紧固螺钉 螺栓 摇臂 摇臂轴
摇臂轴支座
目录
• • • • • 一、配气机构设计概述 二、配气机构的总体设计 三、配气机构的零件设计 四、配气机构的三维建模及仿真 五、总结
一、配气机构设计概述
• 功用：按照发动机每个气 缸内所进行的工作循环和 发火次序的要求，定时开 启和关闭气缸的进、排气 门，使新鲜可燃混合气( 门，使新鲜可燃混合气(汽 油机)或空气(柴油机) 油机)或空气(柴油机)得以 及时进入气缸，废气得以 及时从气缸排出。
进气门： 进气门：铬钢 或铬镍钢； 或铬镍钢； 排气门： 排气门：硅铬 钢 杆部
头部
2、气门弹簧
功用：保证气门的回位。 功用：保证气门的回位。 材料：高锰碳钢、铬钒钢。 材料：高锰碳钢、铬钒钢。
气门弹簧座
锁片 气门弹簧
气门关闭 气门开启
保证气门及 时关闭、 时关闭、密封 保证气门不 脱离凸轮
3、气门挺柱
凸轮轴上置
凸轮轴下置
凸轮轴中置
二、配气机构的总体设计
（1）齿轮传动 齿轮传动：多用于凸轮轴下置，中置的配气机构，一般 齿轮传动 为圆柱形正时齿轮，为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮 多用斜齿 （2）链条 链条：适用于凸轮轴上置的配气机构，成本高，噪声 链条 大。 齿形带传动：噪声小、工作可靠、成本低 （3）齿形带传动
摇臂称套
调整螺钉
(完整版)城市配气毕业课程设计
附件2城市配气课程设计资料目录第一部分民用住宅室内燃气管道设计方法（指导书）第二部分课程设计任务第三部分设计参考资料第1部分民用住宅室内燃气管道设计方法（指导书）1.1民用住宅室内燃气管道系统概述室内燃气管道系统是指民用住宅、公共建筑（商业用户）、锅炉房和车间等各类用户内部的管线设备。
系统范围一般从引入管距建筑物2米处开始，至灶具或燃烧器。
《城市燃气设计规范》GB中规定：地下燃气管道与建筑物的水平净距不应小于表1-1的规定。
表1-1 地下燃气管道与建筑物之间的水平净距（m）小于2米，水力计算时仍取2米。
图1-1 民用住宅燃气管网系统图1-进户总阀门2-用户阀门3-燃气表4-双头旋塞民用住宅的室内燃气管网（图1-1），一般由引入管（AB）、总立管（BC）、水平干管（CD）、用户立管（DE）、用户支管（EF，包括表前管、表后管）、灶具支管（FG，亦称下垂管）所组成，另外还包括水平盘管、灶具连接管（一般为胶管）、燃气表和灶具、热水器等用气设备。
引入管是庭院管道与室内管网的连接点。
当引入管与立管不正对时，可在一层设置总立管和水平干管，若直接对接则不需设总立管和水平干管。
立管是穿过楼板贯通各厨房的垂直管，立管上装有水平干管或水平支管，将燃气输送至各厨房；布置时立管应靠近灶具以减小用户支管长度；立管垂直安装，上下设清扫口，上清扫口设在带丝堵的三通处，下清扫口应设10~20cm的存污管。
对于一梯几户（通常为2~4户）的户型，当采用单元引入即引入管少于立管时，需设水平盘管将几根立管连接起来；水平盘管一般设在二楼，水平穿过盘管层的厨房、门厅、楼梯间等处；可以从入户门处靠墙一侧和靠楼梯一侧（楼梯梁下）穿过，或设在楼梯休息平台下方；高度设在用户支管上方20cm 左右，距天花板大于30cm。
通过用户支管，立管中的燃气分流至各厨房；其管径一般为15~20mm，用三通与立管相连；用户支管距厨房地面的高度不低于1.8m，上面装有燃气表及表前阀门。
第五章 配气机构设计1
内燃机设计第五章
气门运动规律
2011-4-6
内燃机设计第五章
2、复合正弦凸轮
用一个正半波大幅短周期正 弦曲线和一个负1/4波小幅长 周期正弦曲线组成半作用角 的挺柱加速度曲线。
ht1 A0 A1c1 A2 sin( / 1 )c1
0 c1 1
ht 2 B0 B1 sin( / 2 2 ) c 2
2011-4-6
二、各零件设计
• 1、挺柱 • 对于平面挺柱，应注意其材料与凸轮材料 相异，形成合理的摩擦副，并应注意其底 平面最小半径的设计计算。 • 大缸径发动机常采用滚子挺柱。 • 为了消除气门间隙，可采用液压挺柱，如 书中图示了各种形式的液压挺柱。
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内燃机设计第五章
1、挺柱
为保证此系统的力闭合，必须满足下列条件：
F m h 0
* s * " c t
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或
内燃机设计第五章
h F / m
" t * s
* c
气门凸轮机构不同转速下的工作情况
2、弹性气门机构
• 实际系统并不是刚性的，各构件存在弹性， 需建立弹性模型进行动力学研究计算。 • 无阻尼单质量模型 • 气门凸轮机构动力学曲线比较（刚性模型 与弹性模型）
d / d c 1
dht / d c d sin (d / d c ) d sin
d ht / d d cos (d / d c ) d cos
2 2 c
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内燃机设计第五章
凸轮外形的曲率半径及接触点偏心量
最后得
e dht / d c
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内燃机设计第五章
汽油机配气机构设计
目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1绪论 (1)1.1通用汽油机的总体状况 (1)1.1.1通用汽油机的定义 (1)1.1.2 通用汽油机的产销量 (1)1.1.3 我国通机的现有技术及发展方向 (1)1.2 173F配气机构设计的目的和意义 (3)1.2.1 性能方面的意义 (4)1.2.2 排放方面的意义 (4)1.2.3 价格方面的意义 (5)2选型与布置 (6)2.1 整机的基本选型 (6)2.2 热计算 (7)2.3气门布置 (12)2.4凸轮轴布置形式 (12)2.5气缸中心斜置 (13)2.6挺柱和摇臂 (13)3气门驱动件的设计 (15)3.1凸轮轴的设计 (16)3.1.1凸轮轴缓冲段设计 (17)3.1.2 凸轮轴工作段的设计 (19)3.1.3 凸轮轴结构尺寸设计 (22)3.2挺柱的设计 (23)3.2.1 挺柱与凸轮间的关系 (23)3.2.2 挺柱的设计尺寸 (23)3.3推杆的设计 (24)3.4摇臂的设计 (25)4气门组件的设计 (26)4.1气门设计 (26)4.1.1 进气门设计 (26)4.1.2 排气门设计 (27)4.2气门座的设计 (28)4.2.1 气门座设计的重要性 (28)4.2.2 气门座的材料与尺寸 (29)4.3气门导管设计 (29)4.3.1 气门导管的作用 (29)4.3.2 气门导管的材料与尺寸 (30)4.4气门弹簧设计 (30)4.4.1 气门弹簧的材料 (30)4.4.2 弹簧特性 (31)4.4.3 弹簧的结构尺寸 (31)4.4.4 气门弹簧疲劳强度校核 (33)5总结与展望 (35)5.1结论 (35)5.2展望 (36)致谢 (37)参考文献 (38)摘要173F是通用小型汽油机，我国现阶段对173F通用机械的生产量大，并且百分之八十用于出口其他国家，因此我国生产的通用机械必须满足国外各项排放法规。
本设计意在设计173F配气机构，使173F汽油机的充气效率得到提高，减少有害气体的排放，增加使用经济性。
汽车发动机-配气机构详细设计资料
汽车发动机配气机构6.1配气机构功用：•配气机构是控制内燃机进、排气过程的机构，即呼吸系统。
•按气缸的发火顺序和气缸中的工作过程，适时开启和关闭进气阀及排气阀，进入新鲜空气，排出废气。
工作条件：•转速高，若n=1000，四冲程，500次，以很高而变化的速度工作，惯性力和热负荷大，且润滑不良，零件磨损大。
要求：•定时准确；•有足够大的气体流通面积；•振动，噪音小；•工作可靠，寿命长；•结构简单，维修方便。
6.1配气机构的布置及传动• 配气机构的类型有气阀式，气孔式，气孔-气阀式。
6.1.1气阀式配气机构的布置：按气阀的布置可分为：•顶置式气阀和侧置式气阀按凸轮轴的位置可分为：•上置式凸轮和下置式凸轮。
按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为•齿轮传动和链条传动侧置气门式气门机构3、优缺点：曲轴到气门距离近，方便齿轮传动，气门间隙调整方便，但气道拐弯多，流动阻力大，充气效率低，燃烧室扁平，结构不紧凑，容易爆震，压缩比低。
...1、结构特点： 气门布置在气缸体一侧，气门头部朝上，没有摇臂、推杆，下置式凸轮轴，齿轮传动。
...2、工作原理： 正时齿轮副带动凸轮轴转动，转到凸轮桃尖顶起气门挺杆，推动气门克服弹簧预紧力开启。
凸轮基圆与气门挺杆接触时，气门在气门弹簧预紧力的作用下关闭。
...顶置式气阀优点：燃烧室结构紧凑，可减小进，排气系统的阻力。
缺点：传动链的零件多，质量大因而惯性载荷较大。
2．凸轮轴布置形式1）下置式凸轮轴优点：凸轮轴与曲轴距离近，传动方便。
缺点：传动距离远，传动组件多，惯性大，加剧了零件的震动和磨损。
2）上置式凸轮轴优点：凸轮直接作用于摇臂，省去了挺柱和顶杆缺点：曲轴到凸轮轴传动机构复杂。
3）顶置式凸轮轴优点：凸轮轴直接驱动气阀，无惯性载荷的作用。
缺点：气阀杆受侧推力的作用磨损大。
曲轴列凸轮轴传动复杂，，拆装气缸盖也较麻烦。
3．气阀数及布置1）每气缸两个气阀的布置•每缸两阀，总是采用较大的气阀道路面积，且进气阀直径大于排气阀直径。
配气机构毕业设计
摘要配气机构作为内燃机的重要组成部分，其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。
随着内燃机高功率、高速化，人们对其性能指标的要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因而对其配气机构提出了更高的要求。
配气凸轮型线是配气机构的核心部分，配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。
模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。
关键词：内燃机；配气机构；凸轮型线；ABSTRACTThe valve train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine.Key words:Internal combustion engine; Valve train; Cam profile;目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 配气机构的研究历程 (2)1.3配气机构优化设计的目的及意义 (2)1.4配气机构采用的新技术 (3)1.4.1顶置凸轮轴技术 (3)1.4.2 多气门技术 (4)1.4.3 可变气门正时配气机构 (5)1.5本章小结 (5)第2章配气机构的总体布置 (6)2.1 气门的布置形式 (6)2.2 凸轮轴的布置形式 (6)2.3 凸轮轴的传动方式 (6)2.4 每缸气门数及其排列方式 (6)2.5 气门间隙 (7)2.6 本章小结 (7)第3章配气正时的工作原理 (8)3.1配气正时的介绍 (8)3.2工作原理 (8)3.3本章小结 (9)第4章配气机构的零件及组件 (10)4.1 气门组 (10)4.1.1 气门 (10)4.1.2 气门座圈 (15)4.1.3 气门导管 (15)4.1.4 弹簧设计计算 (16)4.2 气门传动组 (21)4.2.1 凸轮轴 (21)4.2.2 凸轮型线设计 (21)4.2.3 缓冲段设计 (23)4.2.4 凸轮轴进排气凸轮角度设计 (24)4.2.5 基本段设计 (24)4.2.6 曲轴正时链轮与凸轮轴正时链轮 (26)4.2.7 挺柱 (26)第5章正时链设计方法 (27)5.1汽车链服役条件及失效形式 (27)5.1.1汽车链的服役条件 (27)5.1.2汽车链的失效形式 (27)5.2汽车链的选择 (28)5.3汽车链传动系统设计 (29)5.4本章小结 (33)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录三维建模过程及部分渲染图片 (37)第1章绪论1.1 概述配气机构是发动机的重要组成部分。
09 配气机构设计
9 配气机构设计9.1配气机构的工作条件和设计要求配气机构的功用是按发动机所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进排气门，使新鲜的可燃混合气得以及时进入气缸，废气得以及时排出气缸。
在高速的发动机中，每个工作循环的进、排气过程只有千分之几秒，在这短暂的时间内，废气排出得愈彻底，进入的可燃混合气愈多，发动机发出的功率愈大。
同时配气机构在急剧变化的高速条件下工作，要受到很大的冲击力，还要受高温燃气的热负荷及化学腐蚀的作用，工作条件恶劣。
现代摩托车发动机对配气机构和制造质量都有很高的要求，四行程发动机的要求有：1）要有足够的气体流通面积，以提高进气量；2）要有小的排气阻力，使排气干净，以提高进气量；3）结构要简单，工作要可靠，维修要方便。
9.2配气机构的型式选择配气机构因发动机结构不同而异，目前摩托车常用的配气机构有：气孔式配气机构和气门式配气机构。
由于气孔式配气机构适用于二冲程发动机，气门式配气机构适用于四冲程发动机，且它充气系数高，燃料热量的利用率高，燃烧较完全，排放污染小，润滑条件好，机件磨损慢，同时发动机的动力性和经济性都比较好。
因此本设计采用气门式配气机构。
9.3 配气机构的布置及传动9.3.1 气门的布置气门式配气机构由气门组和气门传动组组成。
进气门布置在进气道上，开启时可燃混合气能顺利地进入气缸；排气门布置在排气道上，开启时废气能排出气缸。
气门收集配气机构有侧置气门式和顶置气门式两种形式。
由于侧置气门式配气机构燃烧室面积大，热量损失多，气道长，进气阻力大，压缩比较低，燃料经济性差。
而顶置气门式配气机构进气道短，充气效率高，燃烧室紧凑，压缩比较高，发动机的热效率高，其动力性和经济性比侧置气门式好。
因此，选取顶置气门式配气机构。
顶置气门式配气机构的进气门和排气门都倒挂在气缸上。
其气门组包括排气门和进气门、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座和气门锁夹等。
气门传动组包括气门摇臂、摇臂轴、凸轮轴、正时从动链轮和链条等。
第五章 配气机构设计1
(180 + i1+ i2)/2 °CA
i1
e2
BDC 180°CA e1
排气行程
TDC
180°CA 进气行程
BDC
i2
2 =(e1+ 180°+ 180°+ i2) - (180° + e1+ e2)/2 -(180° + i1+ i2)/2 =90°+(e1+ i2- e2- i1)/4 = 90°+(40°+56°-19°-20°) 内燃机设计第五章 =104°15 ´（凸轮转角）
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负荷↗
内燃机设计第五章
振动↗ 噪声↗
二、配气机构形式 1、下置凸轮轴侧 置气门 2、下置凸轮轴顶 置气门 3、顶置凸轮轴顶 置气门
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1、下置凸轮轴侧置气门
• 可靠，但充气系数小，抗爆性差，HC排放多，趋 于淘汰。
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内燃机设计第五章
2、下置凸轮轴顶置气门
c 和 t 分别为接触点处凸轮表面和挺 式中， m为接触点 柱表面沿滑动方向的绝对速度； 的绝对速度。
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内燃机设计第五章
凸轮副的润滑特性（续）
• 根据图11-49，有
c c (r0 ht )
d 2 ht m de / dt c d c2
t ＝0
性能：
头部
强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨
进气门570K~670K（铬钢 或铬镍钢） 排气门1050K~1200K（硅 铬钢） 内燃机设计第五章
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排气门吸热、散热及温度分布
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485柴油机配气机构毕业设计说明书
485柴油机设计（配气机构）摘要本设计介绍了485柴油机配气机构的设计，主要是其各零部件的设计。
本次设计的485柴油机主要用于轻型载货车。
配气机构的功用就是实现换气过程，即根据发动机气缸的工作顺序，定时的开启和关闭进排气门，以保证气缸排出废气和吸进新鲜空气。
配气机构设计的好坏直接影响发动机整体的经济性和动力性，因此配气机构的设计在发动机整体设计上占有相当重要的作用。
在气门选择上，采用每缸两个气门的方案，其优点是比较简单、可靠，对于自然吸气式柴油机可以提高新鲜空气的进气量，降低气缸的热负荷，增加气缸的耐久性和使用寿命。
气门的驱动采用凸轮轴—挺柱—推杆—摇臂—气门机构。
凸轮轴布置形式是下置式，采用的是整体式凸轮轴，这样的凸轮轴结构简单，加工精度高，能有良好的互换性。
本次配气机构的设计，主要包括进、排气门的设计，气门弹簧的设计，以及凸轮轴的设计。
编写Matlab程序，计算得到挺柱升程表，绘出挺柱升程、速度、加速度曲线。
关键词：柴油机，配气机构，凸轮轴，气门THE DESIGN OF VALVE TIMING MECHANISMOF 485 DIESEL ENGINESABSTRACTThis thesis introduces the design of valve timing mechanism of 485 diesel engines, mainly the design of its various components. The 485 diesel engine in this design is mostly used in light truck.The function of valve timing mechanism is to realize the exchange process, namely according to engine cylinder working order, ensure that the intake and exhaust valves open and close at the proper time. The valve gear play a direct impact on the economy and power parameters of the engine, therefore, the design of gas distribution agency in the overall design of the engine play a rather important role. Arranging two-valve per cylinder, the advantages are that it is relatively simple, reliable, for the naturally aspirated diesel engines can improve the fresh air into the cylinder, reduce the heat load of the cylinder to increase the durability of the cylinder and use life. The driving mechanism of valves is camshaft, tappet, pushrod, rocker, valve train. Camshaft arrangement is under the form of home-style, using the integral camshaft, such camshafts have simple structure, high precision machining, and good interchangeability.This design, including exhaust valve, intake valve, valve spring, and camshaft. Write Matlab program, calculate tappet lift table, map the curves of tappet lift, speed and acceleration.KEY WORDS: Diesel engine, Valve timing mechanism, Camshaft, Valve目录前言 (1)第一章485柴油机的设计要求 (3)第二章485柴油机工作过程热计算 (6)§2.1485柴油机工作过程热计算已知参数 (6)§2.2485柴油机工作过程热计算 (6)§2.2.1 一般参数的计算 (6)§2.2.2 进排气过程计算 (7)§2.2.3 压缩终点参数计算 (8)§2.2.4 燃烧过程的计算 (8)§2.2.5 膨胀终点参数的计算 (8)§2.2.6 指示参数的计算 (9)§2.2.7 有效参数的计算 (9)第三章485柴油机主要性能参数的选择 (10)§3.1平均有效压力P (10)me§3.2活塞平均速度C (10)m§3.3行程缸径比DS/ (11)§3.4曲柄连杆比LR/ (12)§3.5气缸中心距 (13)第四章配气机构总体布置 (14)§4.1气门数目、布置和驱动 (14)§4.2凸轮轴的布置和传动 (14)第五章气门组的设计 (15)§5.1气门的设计 (15)§5.1.1 气门的工作条件与设计要求 (15)§5.1.2 气门的结构和设计 (16)§5.1.3 气门材料的选择 (19)§5.2气门导管的设计 (19)§5.3气门通路面积的校核 (20)第六章气门弹簧的设计 (23)§6.1气门弹簧概述 (23)§6.2气门弹簧尺寸的确定 (23)§6.3气门弹簧的校核 (28)§6.3.1 气门弹簧的强度校核 (28)§6.3.2 气门弹簧的共振校核 (29)第七章凸轮轴与气门传动件的设计 (31)§7.1凸轮轴的设计 (31)§7.1.1 凸轮轴的设计要求及结构 (31)§7.1.2 凸轮轴尺寸的设计 (31)§7.2挺柱的设计 (35)§7.3推杆和摇臂的设计 (36)结论 (37)参考文献 (38)附录 (39)前言柴油机的发展，已有一百多年的历史，通过这一长时间的不断改进和更新，已经发展到了比较完善的程度。
车辆工程毕业设计24液压式可变配气系统设计说明书
第1章绪论伴随着社会经济的发展，人类生活水平的提高，我们对生活质量也提出了越来越高的要求。
但是事实总是事与愿违，综观历史，我们周围的生活环境是越来越恶化——全球气温变暖，酸雨不断致使植被死亡等，都在一步一步的威胁着我们人类的生存。
据统计，90%以上的污染来自汽车的废气排放。
所以要改善我们的生活环境，其首要的任务就是降低、限制汽车的废气排放，低污染、低油耗、大功率、大扭矩的发动机也就是我们的追求目标。
而配气机构严重的影响着发动机的燃烧特性和排放特性。
本文就配气机构的改进发展情况加以论述和展开说明。
1.1发动机配气机构的可变技术可变技术(Variable Technology) 是指随着使用工况及要求的变化,或者为了解决矛盾及避免内燃机不正常工作现象的出现,使相关系统的结构或参数作相应的变化,从而使内燃机在各种工况下,综合性能指标能大幅度地提高,而且避免不正常燃烧及超负荷现象的产生。
可变技术涉及范围较广,如可变压缩比、可变进气系统、可变配气定时、可变喷油系统、可变增压系统等。
在解决较大转速范围内动力性和经济性的矛盾方面,可变技术显示出独特的优势。
近代电子技术的发展,促成了可变技术的迅速推广,使可变技术在车用内燃机上的应用和影响日渐突出。
1.1.1可变进气系统传统的进气歧管长度不可变，只能在一定的转速范围内有较好的充气效率，具有良好的性能；在运行过程中无法进行调节，其动力性在某些工况下必然要受到限制，使内燃机在两种极端的工况下性能下降，影响发动机的经济性和排放性。
长期以来人η。
进气管较短时，在高速运行有较们发现进气管的长度变化影响内燃机的充气效率v好的充气效果；进气管较长时，在低速运行有较好的充气效果。
如图1.1。
使用可变长度的进气管，可使内燃机在较宽的转速范围内都有叫好的充气效果。
图1.2所示的是一个进气管长度可变的进气控制系统，在内燃机低速运转时，进气控制阀关闭，管η。
在内燃道变长，提高了进气流速，加强了惯性进气的作用，从而提高了充气效率vη。
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毕业设计说明书配气机构的设计姓名:所属院校：专业:班级:学号:指导教师：目录概述1、配气机构的功用 (6)2、配气机构的设计要求 (6)3、配气机构计算参数的确定 (7)一、凸轮轴的设计：1、凸轮轴的设计要求 (7)2、凸轮轴的结构 (7)3、凸轮轴的选材 (7)4、凸轮轴的支承轴颈轴承的材料 (7)5、凸轮轴的定位方式 (7)6、凸轮轴的最小尺寸定位方式 (7)7、凸轮轴的热处理工艺 (8)8、凸轮轴的损坏形式 (8)9、凸轮轴的计算 (9)二、凸轮的设计1、凸轮设计的要求 (10)2、凸轮基圆设计 (11)①基圆半径的确定 (13)②凸轮位置的确定 (13)③配气相位与凸轮的作用角 (14)④凸轮顶部的圆弧半径 (14)三、挺柱的设计1、挺柱的结构 (10)2、挺柱的材料 (15)3、平面挺柱导向面与导向孔之间挤压应力的计算 (16)4、平面挺柱的最大速度 (16)5、凸轮与挺柱间接触应力的计算 (17)6、挺柱导向面直径r d与长度r L按照下面的公式确定 (18)7、挺柱头部球面支座的设计 (19)8、凸轮和挺柱的主要损坏形式及其预防 (19)四、推杆的设计1、推杆的功能 (20)2、推杆的材料 (20)3、推杆的结构形式 (20)4、尺寸设计 (20)5、推杆稳定性安全系数的确定 (20)6、推杆球头与挺柱球面支座，推杆球头与摇臂调节螺钉球面支座间接触应力的计算..........................................................................................................................21五、摇臂的设计1、摇臂的工作原理 (22)2、摇臂的结构 (22)3、摇臂比 (22)4、摇臂润滑 (22)5、摇臂的定位 (23)6、摇臂的材料 (23)7、摇臂与气门杆顶面间接触应力的计算 (23)六、气门组的设计1、气门的设计 (25)➢1）气门设计的基本要求 (25)➢2)气门的工作条件分析 (25)➢3）气门材料的选择 (26)➢4）气门头的设计 (27)➢5）气门杆的设计 (29)2、气门旋转机构的设计 (30)3、气门座圈的设计 (30)4、气门导管的设计 (32)5、气门的主要损坏形式和预防措 (33)七、气门弹簧的设计1、气门弹簧的设计要求 (34)2、气门弹簧的作用 (35)3、气门弹簧的工作条件 (35)4、气门弹簧的结构 (35)5、气门弹簧的选材 (35)6、气门弹簧特性曲线与气门惯性力曲线的配合 (36)7、气门弹簧的有关计算 (37)➢1）弹簧的最大弹力 (37)➢2）弹簧最小的弹力 (38)➢3）弹簧的刚度 (38)➢4）弹簧变形 (38)➢5）内、外弹簧之间的负荷分配 (39)➢6）内外弹簧的刚度 (39)➢7）弹簧的尺寸 (40)8、提高气门弹簧疲劳强度的措施 (42)参考文献 (43)致谢………………………………….....................................................................................…………………43配气机构的设计概述1、配气机构的功用：是完成换气过程，根据发动机气缸的工作循环次序，定时地开启和关闭进、排气门，不断的用新鲜的气体来气缸内上一循环的的废气。
2、配气机构的要求：对于一个正常工作的配气机构应该具有如下的要求：① 进、排气门的时间足够大，泵气损失小，配气正时恰当，在排气过程中能较好的排出废气，进气过程中能吸入较多的新鲜空气，因而使发动机具有较高的充量系数和合适的扭矩特性。
② 振动、噪声较小，并且工作可靠和耐磨。
③ 结构简单、紧凑。
④ 为了减轻惯性负荷，使配气机构运动零件的质量减到最小。
3、配气机构设计的计算参数确定：从确定气门座处的通过截面Fxn 以及确定喉口流通截面ropf 开始。
气阀处的流通截面积根据气体不可压缩连续流动的条件确定，也即在额定转速I 情况，气门最大升程时，按气门座截面处假设的平均速度来确定。
已知：气缸直径D=95，气道喉口的最带直径，在气缸直径D ，配气机构的结构方案以及燃烧是的形式都已给定的情况下，气门布置在气缸上可能性的限制。
进气门drop 的数值应大于下列规定的范围：采用气门顶置式：D drop )52.0~35.0(=， 则可以得到：)9.44~25.33(=drop ， 根据柴油机的195B 的结构，选择drop =36mm,排气门的气道喉口的直径，通常取得比进气门的气道喉口直径小10%~~20%，气阀升程h 时，某研究瞬间具有圆锥密封面之气门的流通截面为：()a a a drop hkn Fkn 2cos sin cos *+=π式中a —气门头斜面角（现代发动机上，a=45度);hkn 气门的升程，它的取值一般是气门头的25%左右，气门头的直径是40.mm ， 则： hkn =10mm所以:f kn =()a a a drop hkn Fkn 2cos sin cos *+=π=10π（35*COS45+10*Sin45*Cos45) =865mm 对drop 进行校核：∵Frop=（1.1~1.2）Fxn=(1.1~1.2)x865=(951.5~1038) 取1000mm喉口的直径为：drop =143./4Frop x10=36mm∴喉口的直径经过检验取值正确。
一、凸轮轴的设计1、凸轮轴设计的要求：1）正确的设计进排气凸轮的位置，实现配气正时，使柴油机正确的按照一定规律运转。
2）从柴油机的总体布局来设计凸轮的允许弯曲变形，合理的计算出支撑它的轴颈数目，轴颈的直径、和凸轮轴的最小直径尺寸。
3）选择合理的材料和热处理工艺，使它不仅有足够的刚度与韧性，而且要使凸轮和支撑轴的表面有合理的硬度，具有较好的耐磨性。
2、凸轮轴的结构：195B柴油机是小功率柴油机，可以采用整体式凸轮轴，它的结构较紧凑，这种结构都是将凸轮轴从机体一端插入的，所以将它的两个支撑轴颈加工的尺寸大小是不同，前端的支撑轴颈尺寸大，后端的小些，而且前端轴颈的尺寸必须大于凸轮轴的高度，这样便于安装。
轴颈上安装滑动轴承。
3、凸轮轴支承轴颈的数目：由于该柴油机是单缸四冲程发动机，不必将支承轴颈设计的过多，只是将凸轮轴的前后端各设计一个就已经足够了，所以将该轴颈数目为2个。
4、凸轮轴的选材：因为凸轮轴要承受一定的机械强度，必须要有足够的强度和韧性，同时还应具有一定的耐磨性，才能让发动机在正常的工况下工作，选择碳钢，一般选择45钢就可以满足要求了。
5、凸轮轴的支承轴颈轴承的材料：195B柴油机经过查表得知，采用铁基粉末冶金，它是将它直接安装在凸轮轴轴承座孔内，它的型号：195—010186、凸轮轴的定位方式：定位的原因:由于汽车的上下坡或者在加速的时候，都可能使凸轮轴发生轴向窜动。
为防止由此引起的对配气定时的不良影响，需要采用轴向定位措施。
对也195B型柴油机的采用的是轴向定位方式。
7、凸轮轴的最小直径确定：凸轮轴的最小尺寸可以按照下面的公式：Db=2Ro—（2~4）（mm）上式中的Ro是凸轮的基圆半径，由表可知：Ro=14.5Db=2Ro—（2~4）=2x14.5—（2~4）=（25~27）当转速较高时，支承轴颈间距离较大、凸轮上受力较大时取上限值。
凸轮轴支承轴颈与轴承孔德径向间隙一般在0.02~0.03mm，范围内，轴向间隙为0.01~0.25mm。
8、凸轮轴的热处理工艺：a 渗碳；b 渗碳；c 机械加工；d 高频淬火（回火）；f 机械加工；9、凸轮轴的损坏形式：（1）支承轴颈的磨损。
（2）凸轮表面的磨损、刮伤和点蚀。
10、凸轮轴的计算：根据气门弹簧和配气的计算的：配气机构运动零件的质量Mkn=115g ， Mn=75g Mr=0/Mmr=0和Mn=120g ，凸轮的尺寸Ro=14.5mm ，R1=138 R2=8.3mm Htmax=7mm 摇臂的尺寸：Lr=46 L=32 凸轮轴的角速度ω=115rad/s 弹簧的最小弹力是P=239牛顿，进气么的喉口直径d=36mm 。
从排气门作用到凸轮上的最大的力为：Prmax=[min Pnp +π2n d /4（Pr —"r p ）]Ln/Lr+Mr 2x w （r1—r2）=[239+3.14*33.0/4x （0.445—0.1）x 610x46/32+374x 2115x （138—14.5）x 610-=2539牛顿注： 式中的a d =36mm 为排气门的直径 bad=42mm 为进气门的直径r P 0.445兆帕，是由指示功图而确定 'r p ≈0p =0.1兆帕Mr=（kn m +np m /3）x （r n l /r l )2)+99=374g''n m =k m 2kn l /32r l =120x 246/3x 232=81g凸轮轴的弯曲量：Y=0.8)1032(*95*10*2.269*26*24178.0)(445224422max -=-p p t d El b a P δ=0.0003mm式中 E=2.2*510兆帕——钢的弹性模量; L=a+b=26+70=96mm---凸轮轴跨距长度根据结构总体布置来取：mmr 3225.14*2220=+=+---轴的外径mm p 10=δ——轴的外径，选取时要考虑利用轴的外径向凸轮供给润滑油和保持轴具有足够的刚度。
挤压应力：()1max /418.0r b E P n r cm =σ=0.418()0572.0*025.0/10*2.2*002417.06 =255兆帕式中 ： n b =25mm —凸轮的宽度二、凸轮的设计虽然瞬时的打开和关闭气门能够获得最大的时间截面，但是这样做会使零件产生很大的惯性力。
因此在设计配气机构时选用这样的凸轮型线，使它保证可以有足够的气缸冲量的同时，同时也保证运动零件的惯性力数值在允许的范围内。
1、凸轮的设计时应该满足以下的要求：1) 具有合适的配气相位。
它能照顾到发动机功率、扭矩、转速、燃油消耗量、怠速和启动等各方面的性能要求。
2) 为使发动机具有良好的充气性能，因而时间面积值应尽可能大些。
3) 加速度不宜过大，并应连续变化。
4) 具有恰当的气门落座速度，以免气门和气门座的过度磨损和损坏。
5) 应使配气机构在所有工作转速范围内都在平稳工作，不产生脱离现象和过大的振动。
6) 工作时噪声较小。
7) 应使气门弹簧产生共振的倾向达到最小程度。
8) 应使配气机构各传动零件受力和磨损较小，工作可靠，使用期长。
上述这些要求往往相互矛盾，必须根据发动机的具体情况要求，抓住主要矛盾，协调各种因素，妥善解决。