液压式可变配气系统设计
液压气动系统设计与分析
液压与气压传动课程设计任务书姓 名 邱翔 学 号 3090601229 专业班级 09机械电子工程2班 指导教师 黄方平 学院（系） 机电与能源工程学院宁波理工学院目录一、设计题目 (3)二、负载分析 (3)2.1 负载与运动分析 (3)2.2负载动力分析 (3)2.3负载图与运动图的绘制 (3)三、设计方案拟定 (5)3.1 液压系统图的拟定 (5)3.2液压系统原理图.................................... . (5)3.3 液压缸的设计 (6)四、主要参数计算 (7)4.1 初选液压缸工作压力 (8)4.2 计算液压缸主要尺寸 (9)4.3 活塞杆稳定性校核......................... (9)4.4 计算循环中各个工作阶段的液压缸压力，流量和功率 (9)五、液压元件选择 (11)5.1 确定液压泵的型号及电动机功率 (11)5.2 选择阀类元件及辅助元件 (12)5.3液压系统原理图上部分阀类功能......................... .. (12)六、液压系统性能验算 (13)6.1 验算系统压力损失 (13)6.2 验算系统发热与温升 (15)七、小结 (15)八、参考文献 (16)一、设计题目题目：设计一台上料机液压系统，要求驱动它的液压传动系统完成快速上升→慢速上升→停留→快速下降的工作循环。
其结构示意图如图1所示。
其垂直上升工作的重力为N 5000，滑台的重量为N 1000，快速上升的行程为mm 350，其最小速度为s mm /45≥;慢速上升行程为mm 100，其最小速度为s mm /8；快速下降行程为mm 450，速度要求s mm /55≥。
滑台采用V 型导轨，其导轨面的夹角为︒90，滑台与导轨的最大间隙为mm 2，启动加速与减速时间均为s 5.0，液压缸的机械效率（考虑密封阻力）为0.91。
上料机示意图如下：图1 上料机的结构示意图二、负载分析对液压传动系统的工况分析就是明确各执行元件在工作过程中的速度和负载的变化规律，也就是进行运动分析和负载分析。
机械工程中的液压与气动系统设计分析
机械工程中的液压与气动系统设计分析引言机械工程涉及到许多不同的系统设计和分析。
其中，液压与气动系统设计是非常重要的一个领域。
本文将探讨液压与气动系统设计的基本原理和应用。
1. 液压系统设计分析液压系统是利用液体作为传动媒介的系统。
它有着广泛的应用领域，如工业机械、航空航天、汽车工程等。
液压系统设计的基本原理是利用压力传递力量、控制运动和执行各种工作。
设计一个高效的液压系统需要考虑以下几个方面：1.1 压力控制液压系统中的压力控制是非常重要的。
通过合理控制液体的入口和出口阀门，可以实现对系统压力的调节。
一个好的设计应该能够平衡系统的压力，防止压力过高或过低对系统造成损坏。
1.2 流量控制在液压系统中，流量控制是必不可少的。
通过控制液体的流量，可以实现对系统的动作速度的调节。
一般而言，液压系统的流量控制可以通过节流阀、溢流阀等方式实现。
1.3 排气和防腐在设计液压系统时，需要考虑排气和防腐的问题。
排气可以防止系统中的气泡对工作的干扰，防腐可以提高系统的使用寿命。
因此，在系统设计中需要合理安排排气和防腐设备。
2. 气动系统设计分析与液压系统相似，气动系统也是一种利用气体作为传动媒介的系统。
它广泛应用于自动化控制、机械加工等领域。
气动系统设计的基本原理和液压系统相似，但也有一些不同之处。
2.1 压缩空气的产生气动系统的基础是压缩空气的产生。
设计一个高效的气动系统需要考虑如何产生足够的压缩空气。
一般而言，可以通过压缩机或者气瓶来产生压缩空气。
2.2 压力调节和流量控制与液压系统类似，气动系统也需要考虑压力的调节和流量的控制。
合理调节压力可以防止系统的过载和损坏，控制流量可以实现对系统速度的调节。
2.3 节流和冷却在气动系统设计中，需要考虑节流和冷却的问题。
节流可以通过安装节流阀实现，冷却可以通过冷却器来实现。
合理设计节流和冷却装置可以提高系统的性能和寿命。
总结液压与气动系统设计是机械工程中非常重要的一个领域。
机械设计基础液压与气动系统设计
机械设计基础液压与气动系统设计液压系统是一种利用液体传递能量和控制的技术，广泛应用于机械设计中。
气动系统则是利用气体传递能量的技术。
本文将就机械设计基础液压与气动系统设计的相关知识进行探讨。
一、液压系统设计1. 液压系统的基本原理液压系统的基本原理是利用液体在封闭的管路中传递能量和力量。
液压系统由液压泵、液压缸、控制阀和管路组成。
液压泵通过排出液体产生压力，液压缸则根据控制阀的动作实现运动。
2. 液压系统的优点液压系统具有传动平稳、输出力矩大、长寿命等优点。
其稳定性和可靠性都较高，适用于各种重载、大功率的机械设备。
3. 液压系统设计的基本步骤液压系统设计的基本步骤包括需求分析、初步设计和详细设计。
需求分析是根据机械设备的工作需求确定液压系统参数。
初步设计是根据需求分析结果进行元件的选型和系统的布局。
详细设计则是对系统进行进一步的设计和计算。
二、气动系统设计1. 气动系统的基本原理气动系统的基本原理是利用气体在管路中的传递和控制。
气动系统由压缩空气发生器、气缸、控制阀和管路组成。
通过控制阀的动作，控制气缸的的启停和运动。
2. 气动系统的优点气动系统具有响应快、体积轻、结构简单等优点。
气缸具有较高的运动速度和频率，适用于对速度要求较高的机械设备。
3. 气动系统设计的基本步骤气动系统设计的基本步骤与液压系统设计类似，包括需求分析、初步设计和详细设计。
需求分析是根据机械设备的工作需求确定气动系统参数。
初步设计是根据需求分析结果进行元件的选型和系统的布局。
详细设计则是对系统进行进一步的设计和计算。
三、液压与气动系统的比较1. 动力来源液压系统的动力来源于液压泵，而气动系统则是通过压缩空气提供能量。
2. 控制方式液压系统的控制方式主要通过控制阀实现，而气动系统的控制方式则通过控制气源和气缸的启停实现。
3. 适用范围液压系统适用于需要大功率和高工作压力的场合，而气动系统适用于对速度和频率要求较高的场合。
4. 环境要求液压系统对工作环境要求较高，要求液体无杂质，而气动系统则对工作环境要求较低，只需保持空气相对干燥。
液压可变配气系统凸轮优化设计
液压可变配气系统凸轮优化设计徐玉梁; 陈家兑; 刘洁; 刘征宏【期刊名称】《《机械设计与制造》》【年(卷),期】2019(000)008【总页数】5页(P49-52,57)【关键词】液压系统; 可变气门技术; 气门升程; 气门相位; 配气凸轮; 优化设计【作者】徐玉梁; 陈家兑; 刘洁; 刘征宏【作者单位】贵阳学院机械工程学院贵州贵阳 550005; 贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵州贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】TH16; TK4121 引言配气凸轮是发动机配气系统的重要组成部分，其设计的好坏将直接影响发动机的配气性能。
因此，配气凸轮优化设计一直是配气系统的主要研究方向之一[1-2]。
可变配气技术是指当发动机工况发生变化时，合理改变气门相位和升程，从而达到发动机的高效、低能耗、低污染的目的[3]。
新型液压可变配气系统是以凸轮-液压油-气门作为驱动方式，通过容积调节实现气门相位和升程连续可变，与目前常用的的可变配气系统相比，能够更好地适应发动机的气门调节需求，对于充分挖掘发动机的潜能具有重要意义。
对于传统固定凸轮轴的刚性配气系统，凸轮设计要满足充气效率、接触应力、润滑特性、工作平稳等基本要求[4-6]。
而在新型液压可变配气系统中，由于液压油的存在和调节方式的不同，配气凸轮除了满足基本设计要求外，还需满足特殊设计要求，凸轮的优化设计方法也需要在现有方法的基础上进行深入研究[7-9]。
2 液压可变配气系统液压可变配气系统工作原理图，如图1所示。
系统主要由配气凸轮、气门组件、调节器和供油油路等几部分组成。
配气凸轮通过液压传动驱动气门运动。
工作原理：从凸轮升程开始，由于调节器对应的启动油压设计值小于气门对应的启动油压值，调节器柱塞首先运动直至被限位杆顶住而停止，此阶段气门将保持不动，即气门开启时刻被调节而滞后（气门提前角减小）；随着凸轮继续转动，当油压达到气门启动油压时，气门开始运动直至凸轮升程结束。
发动机可变配气机构的设计
发动机可变配气机构的设计1. 引言发动机可变配气机构是现代内燃机的重要组成部分，它可以根据不同的工况和需求，调整气门的开启和关闭时间、持续时间和相位，以优化燃烧过程，提高发动机的性能和燃油经济性。
本文将介绍发动机可变配气机构的设计原理、常用类型以及设计要点。
2. 可变配气机构的设计原理可变配气机构的设计原理是通过控制气门的开启和关闭时间、持续时间和相位，调整气门的进气和排气过程，以优化燃烧过程。
常见的设计原理包括：2.1 摇臂式可变配气机构摇臂式可变配气机构通过调整摇臂的长度和几何结构，控制气门的开闭，实现可变配气。
该设计原理简单、成本较低，适用于低功率发动机。
2.2 凸轮轴式可变配气机构凸轮轴式可变配气机构通过调整凸轮轴的轴向和回转角度，控制气门的开闭，实现可变配气。
该设计原理适用于高功率发动机，可以实现更精确的气门控制。
2.3 电控可变配气机构电控可变配气机构通过电控系统控制气门的开闭，实现可变配气。
该设计原理可以实现更高的控制精度和灵活性，但成本相对较高。
3. 可变配气机构的类型可变配气机构的类型多种多样，常见的类型包括：3.1 机械式可变配气机构机械式可变配气机构通过机械结构实现气门的可变控制，包括摇臂式可变配气机构和凸轮轴式可变配气机构。
3.2 液压式可变配气机构液压式可变配气机构通过液压系统实现气门的可变控制，可以实现更高的控制精度和灵活性。
3.3 电控式可变配气机构电控式可变配气机构通过电控系统实现气门的可变控制，可以实现精确的气门控制。
4. 可变配气机构的设计要点设计可变配气机构时需要注意以下要点：4.1 控制精度可变配气机构的控制精度决定了发动机的性能和燃油经济性，需要确保气门的开闭时间、持续时间和相位的准确控制。
4.2 结构可靠性可变配气机构的结构需要满足发动机工作的稳定性和可靠性要求，同时要考虑结构的重量和成本。
4.3 耐久性可变配气机构需要具备良好的耐久性，能够承受高频率的工作循环和高温高压的工作环境。
液压与气压传动课程设计--液压气动系统系统设计与分析
液压与气压传动课程设计--液压气动系统系统设计与分析宁波理工学院液压气动系统系统设计与分析姓名朱贤晖学号 3100612086专业班级机械电子工程102分院机电与能源工程学院完成日期 2013年12月19日目录1.设计任务书 (3)1.1课程设计题目 (3)1.2课程设计的目的和要求 (3)2.负载分析 (3)3.液压系统设计方案 (5)3.1确定液压泵类型 (5)3.2选用执行元件 (5)3.3快速运动回路和速度换接回路 (5)3.4换向回路的选择 (5)3.5组成液压系统绘原理图 (5)4.液压系统的参数计算 (7)4.1液压缸参数计算 (7)4.1.1初选液压缸的工作压力 (7)4.1.2确定液压缸的主要结构尺寸 (7)4.1.3计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率 (8)4.2液压泵的参数计算 (9)4.3电动机的选择 (9)5.液压元件的选择 (10)5.1液压阀及过滤器的选择 (10)5.2油管的选择 (11)5.3油箱容积的确定 (11)6.验算液压系统性能 (12)6.1压力损失的验算及泵压力的调整 (12)6.1.1工进时的压力损失验算和小流量泵压力的调整 (12)6.1.2快退时的压力损失验算及大流量泵卸载压力的调整 (12)6.2液压系统的发热和温升验算 (14)7.阀块的3D结构 (15)8.总结及感谢 (19)8.1设计小结 (19)8.2设计所得及感谢 (19)9.参考文献 (20)1.设计任务书1.1课程设计题目设计一台上料机的液压传动系统。
1）工作台的工作循环过程：“快速上升－慢速上升－停留－快速下降”。
2）工作参数：工件的重量为500Kg ，滑台的重量为100Kg ，快速上升要求>=45mm/s,慢速上升要求>=8mm/s ，快速下降要求>=55mm/s,滑台采用V 型导轨，导轨面夹角为90°，滑台与导轨的最大间隙为2mm ，气动加速与减速时间均为0.5s ，液压缸的机械效率为0.91（考虑密封阻力）。
发动机排气门电液驱动可变配气相位机构的设计
组长： 组员：
西华大学
XIHUA UNIVERSITY
第三组
可变配气相位机构按结构特点和驱动方式的不同分类
① 凸轮驱动机构 ② 无凸轮驱动机构
电液驱动可变配气相位机构是无凸轮驱动机构的一种, 采用了 电控液压回路, 液压驱动气门开闭的工作原理。
交通与汽车工程学院
交通与汽车工程学院
西华大学
XIHUA UNIVERSITY
第三组
从气门升程整个曲线分析，电液驱动可变配气相位机构使排气时间截 面积大大增加，提高了发动机的换气能力，降低了残余废气压力，有利于 提高充气效率，进而提高发动机功率，降低燃油消耗。驱动压力为12MPa 时，气门开启时间约为6ms，关闭时间约为9.375ms。
3.3 电液驱动可变配气相位机构的气门开启特性 对驱动压力为12MPa，转速为1000r/min时气门升程曲线进行相关试验分析， 得单循环气门升程曲线如下： 开启阶段：升程曲线以较大的 斜率直线上升，斜率几乎不变，即 可以实现接近瞬态气门开度达到最 大的目的。 保持阶段：升程曲线在最大升 程位置有较长的保持期。 关闭阶段：升程曲线以较大的 斜率下降，大大缩短了气门落座的 时间，为维持气门的最大开启段创 造了条件。
交通与汽车工程学院
西华大学
XIHUA UNIVERSITY
第三组
2.2 液压缸柱塞设计 为适应气门开闭规律及减小落座和开启的冲击,液压缸柱塞为套式双柱塞结 构(如图2) 。
柱塞运动分为2个阶段: 第1阶段,两柱塞同时运动开启气门,获 得较大的气门开启速度,缩短气门开启时间。 第2阶段,大直径柱塞被限位停止运动, 小直径柱塞继续运动延续气门开启过程,直 至气门达最大升程位置,这样可减小气门到 达最大开启位置时的冲击力。 柱塞直径根据相关公式计算得出:大直 径柱塞直径d1=12mm;小直径柱塞直d2=8mm。
液压与气动系统的设计原理与应用
液压与气动系统的设计原理与应用一、引言液压与气动系统是机械工程中常见的动力传输系统，广泛应用于各个领域，如工业生产、航空航天、汽车制造等。
本文将探讨液压与气动系统的设计原理与应用，旨在帮助读者深入了解这两种系统，并为工程师们提供一些设计和应用的指导。
二、液压系统的设计原理与应用液压系统是利用液体传递能量的动力系统。
其设计原理主要包括液体介质的选择、液压元件的选型和系统的结构设计。
在液压系统中，液体介质一般选择油作为传递介质，因其具有良好的密封性、稳定性和传递效率。
液压元件的选型则需要考虑系统的工作压力、流量和工作环境等因素，以确保系统的正常运行。
系统的结构设计包括液压源、执行元件和控制元件的布置和连接方式，以及各个元件之间的协调配合。
液压系统的应用广泛，其中最常见的是工业生产领域。
例如，在机床上，液压系统可以控制刀具的进给和退刀，实现工件的加工。
在挖掘机上，液压系统可以控制铲斗和臂架的运动，实现土方的开挖和装载。
此外，液压系统还被广泛应用于航空航天、冶金、建筑等领域，为各个行业的生产提供了强大的动力支持。
三、气动系统的设计原理与应用气动系统是利用气体传递能量的动力系统。
其设计原理主要包括气体介质的选择、气动元件的选型和系统的结构设计。
在气动系统中，气体介质一般选择空气作为传递介质，因其易获取、无毒无害。
气动元件的选型需要考虑系统的工作压力、流量和工作环境等因素，以确保系统的正常运行。
系统的结构设计包括气源、执行元件和控制元件的布置和连接方式，以及各个元件之间的协调配合。
气动系统的应用也非常广泛，特别是在自动化生产领域。
例如，在装配线上，气动系统可以控制气缸的伸缩，实现零件的定位和组装。
在包装机械上，气动系统可以控制气动阀门的开闭，实现包装袋的封口和切割。
此外，气动系统还被广泛应用于汽车制造、航空航天、矿山等领域，为各个行业的生产提供了高效的动力支持。
四、液压与气动系统的比较液压与气动系统在设计原理和应用方面存在一些区别。
谈一种新电控液压可变燃气门的设计
可能性 、 准确性和可靠性 ， 这也决 定了配气 的质 量， 从而影响了柴油机 的性能 。 新 电控液压可变燃气 门系统 的结 构 ，如果 按功能来分 ， 可以分为上阀体 和下 阀体 两部分 。 上 阀体 由三套研磨配合 的偶 件和—个高速 二 位三通电磁阀组成 的微 型液压 缸组 件两部分 构成 。 其三套偶件 主要是 动力活塞 与套孔 偶件 、 备， 最早的可变气门系统由美国在 １８ 年研制 ‘ ８０ 要有总控模块、 信号采集与处理模块 、 信号输出 缓 冲活塞与缓冲活塞套倡件 以及顶杆 与顶杆套 出来 ， 时至今 Ｈ已经约有 ８０ ０ 件相关产品了。 ，模 块等。整个电子芯片监控单元 的主要功能是 偶 件 。三套偶件与驱动机构分别 由动力腔和 山 这 么多年 来仍在 持续不 断的更 新和发展 壮 大 ， 但 实现对机 械和液 压部分 的电子监控 。 下缓冲腔构成 ，动力腔通过 电磁 阀门分别与共 由于产 品成本 或者可靠性等方 面的影 响 ，这些 ｆ燃气 门驱动机 构 ： 是 电控 液压可 变燃 轨竹或 回油管连通 ，使动力腔不 同时刻处于 高 ３ ） 它 可变气 门系统多数仅 限于理 论研究 ，现成的产 气门的驱动机构。 压或低压状态 。其高速二 位三通电磁阀组成 的 品不是很多 。 电控液压 可变燃气 门系统 的驱动机 构 ： 主 微型液压缸组件 的主要 任务是完成液压能与燃 ｌ一种新 电控液 压可变燃 气门设 计原 理 要 由高速 电磁 阀控制单 元和作用活塞往复运动 料 门弹簧势能之 间的转 换 ， 实现燃气 的开 启 、 关 在 国内外可变燃气 门系统如果根据其驱动 的微型液压缸驱 动单 元两部 分组件构成 。其 主 闭 。电磁 阀通 电时， 动力腔 与进油 口连接 ， 压力 能 源的方式来分 ，可 以分为 凸轮驱 动源系统和 要任务是在 电磁 阀的控制单元 的作用下实现燃 油流入到动力腔 ， 驱动燃料 门开启 ； 电磁 阀断 电 非 凸轮驱 动源系统 ， 这两种类型 。 章设 计的一 气 门的开启 与关 闭 ，实现将 中压共轴液压驱 动 时 ， 力腔与 回油 口接 通 ， 力腔泄 油 ， 文 动 动 燃料 门 种新 电控液压可变燃气 门 ，它是凸轮驱动 系统 能源 中的液压 能与气 门动能及气 门弹簧势 能之 在 弹簧 的作用下关 闭。 气 门的一种改进体。 间的转换 ， 从而提供了驱动能量。 根据实 际 『 ， 青 主要考 虑了三方面的优点 ， 况 这 种新的电控液压可变气 门系统 ， 它取 消 ２系统 的结构与工作原理 我们选择 液压单元为动力主要来源 。这 三方面 了凸轮驱动系统 中的凸轮轴 ，是由设计 的电控 可 变压燃气气 门 由液 压油驱动来 开启 、 气 的因素是 ， ， 压系统能耗低 ； 二 ， 其一 液 其 油轨压 芯片单元替代 凸轮轴进行控制 ，由于芯 片中设 门弹簧驱动来关 闭。 工作 时 ， 电子芯片监控单元 力调节灵活 ； ， 其三 油轨压力控 制稳定 。 置好 了程序代码 ，因此能根据发动机 的转 速和 的控制模 块发出控制信号 ，通过功率驱 动管将 液压驱动部分 主要 由液 压集成块和共轨 管 负荷参数来进行 灵活的控制驱动能源 ， 样可 信 号转换 成 ２ Ｖ的电压来驱动电磁 阀门 。电磁 两部分组 成。 这 ４ 液压集成块是由液压柱塞 泵、 回 止 以达 到优化发 动机在 各种工况 下 的综 合性 能 ， 阀门开启时 ，由于液压油 的作用于执 行机构 的 阀 、 压滤 洁器 、 压油 管 、 压 滤 洁器 、 高 低 低 蓄能 从而进行改控达到优化设备能源 的 目的。 液压柱塞去推动燃气 门下行 ； 阀门关闭时 ， 器 、 电磁 压力表五部分组成 。 该集成 块的功 能是 为系 由于取消 了凸轮轴 ， 系统气 门的开启和关 先切断油轨油来源 ，同时将液压柱 塞上方与 回 统提供持续、 稳定和可调的中压液压源， 这要求 闭都不受 凸轮形线的限制 ，这些都 由电子芯片 油管的连通断开 ， 导致气 门弹簧 使燃气 门落座 ， 该部分能提供瞬 时压力 恒定 的液压动力 。液 压 来替代 了 ， 使得 气门校正 的一些参数 等都能 自 同时将液压柱塞 上端 的液压油通过 回油管 以及 油经过液 压柱塞泵 的加 压 ， 形成 ８ １Ｍ ａ －０ Ｐ 的高 动 的进行 调节 。带动液压柱塞泵 的动力 来源于 低压滤清器等装 置回流到对应的油箱 内。所有 压油 ，经过止 回阀和高 压滤 清器后进入高压 油 发动机 的主轴 ，而液压柱塞泵 只负 责提供一定 这些运转如图 ２ 所示 。 管， 由高压油管供给执行机 构 ， 这些作用完成 后 再进入低压油管 ， 经过 低压 滤清器后流 回到油 箱。 这里 的止 回阀的作用是 当油泵停止工作时 ， 能 保持高压油 轨 内的压力 ，从而达到缩短 下次 开机 时到压力 建立所花 的时 间。蓄能器 的作用 为保持 高压部分的压力稳定 ，消除 电磁 阀开启 和关 闭时的压力波动 。当液压柱塞泵 产生 的压 力超 过额定值时 ，将通过限压调节 阀回流到油 箱。 燃 气门系统的总体设计结构如图 １ 所示 。 图 ２ 系统 总 体 结 构 图 结论 ｚ １新 电控液压可变燃气门的主要设计 文章设计了一种新 的电控液压可变燃气 门 新 电控液压可变燃气 门的开关相位在发动 系统 ，确定了所开发 的可变气 门系统的结构组 机运行 中与主进气 门的配气 相位 适应 ，要求天 成 。 计 了电控液压可 变燃气 门系统的执行机 设 然气进气量能满足运行 功率 的要求 。 当然 ， 也要 构 ，电控液压可变燃气 门驱 动机构和 中压共轨 求气门正时 、气 门开启持续期灵 活调节与气 门 液压源 ，包括 电控浓压 可变燃 气门驱动机构基 图 １可 变燃气 门电控液压 系统结构 图 运动速度部分都能被控制 。为了能达到这些要 本参数 的确定 、 结构设计 、 部件 的选 型等内 重要 整个燃气 门系统 主要 由三部分构成 ：中压 求 ， 因此对该系统进行 了设计 和部件选型 ， 并对 容 。 为实 现气门正 时、 气门开启持续期等配气参 共轨液 压驱 动源 、电子芯片监控单元 和燃气 门 相应的参数进行的修正 。 数 的灵活调节 ，以便 于在各种工况下对气 体机 单元 。下面对各个部分的主要功能描述如下 ： ２ ． ２新电控液 压可变燃 气 门的总体结构设 的Ｊ能进 行优 化 ， 过对国 内外可变气 门系统 ｌ 生 通 （ 中压共 轴液压 驱动 源 ： １ ） 主要 由液压 集功 计 进行分 析和比较 ， 制开发了 中压油 轨 、 研 液压驱 能模块 和共轨管这两部分组 成。液压集成块功 中压共轨 电控液压是新 电控液压可 变燃气 动 、 电子控制 的电控液压 气门系统。 燃 能模块 主要包括液压柱塞 泵 、 压油高压 、 液 低压 门的执行机构 ， 也是该系统的关键 部件 。 因此中 该 系统虽然采用 喷嘴的电喷系统 ，也可 以 滤清 器 、 力表 、 压 蓄能器和驱动 电机等部件 。液 压共轨 电控液 压． 陛能的好坏 ，直接决定 了电控 实现进气量的柔性控制 ，但是 电喷 系统喷 口较 压集 成功能模块主要 的作 用是为整个可变燃气 液压燃气 门的性能 ，也就是说气 门正 时调 节的 小 ， 易堵 塞 ， 要定 期清理 。本 系统选用 了小 极 需
四种形式的可变配气机构
电磁铁在高温环境下容易退磁，导致 性能下降。因此，电磁式可变配气机 构在高温环境下的可靠性有待提高。
05
电机式可变配气机构详解
工作原理
电机驱动
电机式可变配气机构通过电机驱动气门开度的变化，实现进、排 气门正时和升程的连续可调。
传感器信号输入
根据发动机负荷、转速等传感器信号，控制单元计算出最佳气门正 时和升程，并通过电机执行器实现精确控制。
闭环控制
通过反馈信号对气门开度进行闭环控制，确保实际气门开度与目标 值一致，提高控制精度。
结构组成
控制单元
接收传感器信号，计算并输出控制指 令，驱动电机执行器工作。
电机执行器
将控制单元的指令转化为机械运动， 驱动气门开度变化。
传感器
监测发动机负荷、转速等参数，为控 制单元提供输入信号。
气门机构
包括气门、气门弹簧、气门座等部件 ，与电机执行器配合实现气门开度的 连续可调。
四种形式的可变配气机构
汇报人：XX
目 录
• 引言 • 四种形式的可变配气机构概述 • 液压式可变配气机构详解 • 电磁式可变配气机构详解 • 电机式可变配气机构详解 • 复合式可变配气机构详解 • 四种形式的可变配气机构比较与选择
01
引言
目的和背景
提高发动机性能
随着汽车技术的不断发展，对发动机性能的要求也越来越高。可变配气机构作 为一种能够优化发动机性能的技术，受到了广泛关注。
成本效益原则
在满足性能需求的前提下，尽量选择 成本较低的可变配气机构类型。例如 ，对成本要求较高的车型可考虑选择 机械式可变配气机构。
可靠性原则
选择经过验证且可靠性高的可变配气 机构类型，以确保发动机长期稳定运 行。
机械设计中的液压与气动系统设计
机械设计中的液压与气动系统设计在机械设计领域，液压与气动系统设计是非常关键的一环。
液压系统和气动系统的设计与应用，能够为机械设备的工作效率、性能和安全性带来很大的提升。
本文将探讨液压与气动系统设计在机械设计中的应用，并介绍一些常见的设计原则和注意事项。
一、液压系统设计液压系统是利用液体的力学性质传递力和能量的系统。
它通常由液压泵、执行元件、控制元件和液压油等组成。
液压系统具有承受大功率和高压力的能力，可广泛应用于各种机械设备中。
在液压系统设计中，以下几个方面需要特别注意：1.系统压力和流量的确定：根据机械设备的工作需求和负载情况，合理确定液压系统的工作压力和流量范围。
需要考虑系统所需的最大工作压力和最大流量，以确保系统的安全性和工作性能。
2.液压元件的选择：根据工作压力、流量和工作环境等条件，选择适合的液压元件。
液压泵、阀门、油缸等元件的选型要符合系统的工作要求，并考虑节能和可靠性等因素。
3.液压系统的控制方式：常见的液压系统控制方式有手动控制、自动控制和远程控制等。
根据机械设备的工作特点和用户需求，选择适合的控制方式，以实现对液压系统的精确控制。
二、气动系统设计气动系统是利用气体的力学性质传递动力的系统。
与液压系统相比，气动系统具有速度快、响应灵活的特点，广泛应用于各种自动化生产线和工业设备中。
在气动系统设计中，以下几个方面需要特别关注：1.系统压力和流量的确定：根据气动执行元件的工作压力和流量需求，合理确定气动系统的压力和流量范围。
需要考虑系统所需的最大工作压力、最大流量以及系统损失，以确保系统的工作可靠性和效果。
2.气动元件的选择：根据工作压力、流量和工作环境等条件，选择适合的气动元件。
气动阀、气动缸等元件的选型要满足系统的工作要求，并考虑耐压性、响应速度等因素。
3.气动系统的控制方式：常见的气动系统控制方式有手动控制、自动控制和远程控制等。
根据机械设备的工作特点和用户需求，选择适合的控制方式，以实现对气动系统的灵活控制。
气动液压系统的设计与优化
气动液压系统的设计与优化气动液压系统是工业机械中不可或缺的一种动力传动系统，它拥有功率大、传动效率高、可靠性好等优点，广泛应用于各行各业的机械领域。
在气动液压系统的设计与优化方面，需要考虑各种因素，如系统效率、各部件的材质和尺寸、流体的特性以及系统的可靠性和安全性等，下面将详细介绍气动液压系统的设计与优化。
一、气动液压系统的基本结构气动液压系统由三个基本部分组成：能源部分、执行部分和控制部分。
能源部分包括压缩空气源、液压泵和液压油箱等；执行部分包括液压缸、油缸和气缸等；控制部分由压力调节器、液压阀和气动阀组成。
这三个部分的相互作用，在机械传动中扮演着不可或缺的角色。
二、气动液压系统的设计气动液压系统的设计需要考虑多个方面，包括系统的功率、效率、流量、压力传递、油液流动和材料特性等。
只有综合考虑这些因素，才能够设计出高效、稳定、可靠和安全的气动液压系统。
1. 功率的设计气动液压系统的功率大小直接影响到系统的输出效果。
功率的设计需要根据工程实际需要来确定，要合理、适当，不过度浪费能源，同时保持系统运行的稳定性。
2. 效率的设计对于一个气动液压系统，其效率高低主要取决于系统的内部能量损失。
设计优化时，需要考虑液压泵的效率、系统的管路布局、流速、流阻和流体摩擦等因素，从而最大限度地减少系统内部能量的损耗。
3. 流量的设计流量是决定气动液压系统工作性能的关键指标。
在气动液压系统的设计中，需要确保系统的流量要适当，能够满足实际工程需求。
为了保证流量的稳定性，需要合理设计出送油量、回油量和压力的大小。
4. 压力传递的设计压力传递是气动液压系统中最重要的参数之一，涉及到系统的稳定性和安全性。
在压力传递的设计中，需要合理选择传动元件的尺寸、材质和受力情况，以降低系统内部的泄露和漏油现象，从而提升系统的性能和效率。
5. 油液流动的设计油液的流动是气动液压系统的核心，设计时需要充分考虑油液的流动性和阻力，来保证系统的稳定性和可靠性。
电控液压驱动可变配气系统的设计与试验研究的开题报告
电控液压驱动可变配气系统的设计与试验研究的开题报告一、研究背景随着汽车工业的不断发展，人们对汽车性能的要求也逐渐提高，其中之一就是发动机的效率和动力性能。
传统的固定配气时间的发动机存在着效率低、功率不足等问题，而可变配气技术可以通过调整气门开合时间和行程，提高发动机的效率和动力性能。
因此，可变配气技术成为了汽车行业新的发展方向。
目前，市场上主要采用的可变配气技术有机械式可变配气系统、液压式可变配气系统和电子式可变配气系统等。
其中，电子式可变配气系统在减小发动机油耗、提升动力性能和降低排放等方面表现优异，同时具备更加灵活的调节和控制能力。
但是，电子式可变配气系统的成本较高、维修难度大，所以目前在汽车领域还不是大规模应用。
二、研究内容本课题旨在研究一种基于电控液压驱动的可变配气系统，并进行设计与试验验证，具体研究内容包括以下方面：1. 电控液压驱动可变配气系统的构成原理及工作原理的研究；2. 可变配气系统设计，包括气门控制机构、液压控制机构、控制电路等，实现对气门的开合时间和行程的调节；3. 可变配气系统的试验验证，利用发动机台架测试样机，通过对发动机的转速、油耗和排放等指标进行测试和分析，验证电控液压驱动可变配气系统的性能和效果。
三、研究意义1. 通过研究开发一种基于电控液压驱动的可变配气系统，提高发动机的效率和动力性能，降低油耗和排放；2. 通过试验验证，验证电控液压驱动可变配气系统的性能和效果，为可变配气技术在汽车领域的应用提供参考；3. 推动汽车行业的技术进步和节能环保，提高汽车的竞争力和市场占有率。
四、研究方案和方法1. 文献综述和理论分析，深入研究当前可变配气技术的发展和研究现状，掌握电控液压驱动可变配气系统的工作原理和研究进展；2. 系统设计方案的确定，包括机械结构的优化设计、电控液压系统的设计和控制电路的设计等；3. 模拟仿真和实验验证，利用模拟仿真软件模拟设计方案的性能和效果，并搭建发动机台架测试样机进行试验验证；4. 实验数据处理和性能分析，通过对实验数据的处理和分析，验证设计方案的性能和效果，并对可变配气系统的优化和改进提出建议。
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摘要液压驱动可变配气系统是无凸轮轴可变配气技术的一种。
通过对国内外各种电控液压驱动可变配气系统的分析和比较，本文提出了一款电控液压驱动可变配气系统设计方案，通过对该方案的主要结构参数，如柱塞半径、气门弹簧刚度、电磁阀流通面积等参数的研究，得到这种可变配气系统运动特性规律，为系统的开发和研制提供帮助。
本文在设计的基础上，开发出一套可变配气系统，系统主要包括液压系统、执行机构以及控制系统等。
将该系统安装在4102BG发动机上，代替原来的配气机构，并对该系统的性能进行了试验研究。
试验结果表明：本套结构能够控制气门的气门正时，缓解气门落座冲击。
同时研究了运行参数如发动机转速、液压系统的压力和驱动电压对可变配气机构控制特性的影响，这些参数不同程度地影响着可变配气的动态特性。
关键词：可变配气系统；液压系统；无凸轮轴可变配气技术；气门弹簧刚度；气门正时。
ABSTRACTThis variable valve timing and lift system powered by electronic hydraulic system is one kind of variable valve timing and lift system without cam．By analyzing and comparing several kinds of domestic and intemational advanced electronically controlled variable valve timing and lift system，a new kind of variable valve timing and lift system is developed in this paper．The system simulation model is established for the variable valve timing and lift system．Then the studies on the main structure parameters of the system，such as piston diameter,spring rigidity of the valve and flow area of electro—magnetic valve，obtained the characteristics of the variable intake valve system，Both the model and this studies speed up the development processes，thus minimizing the number of hardware variations．Based on the design and the simulation，a test is conducted on the cylinder heads of 41 02BG diesel with the variable valve timing and lift system，which can provide experimental documents for validation．Test bench includes the hydraulic driving system、variable valve actuator system，and electronic control units system etc．According to the experiment，the control strategy was amended detailedly．As a result，a fast，precise and steady dynamic result as well as a reliable static state Was achieved．Key word：Variable valve timing and lift system；The hydraulic；Without the camshaft variable valve timing technology；Valve spring stiffness；valve timing.目录摘要...................................................................................................................错误！未定义书签。
ABSTRACT.........................................................................................................................................错误！未定义书签。
第1章绪论 (1)1.1发动机配气机构的可变技术 (1)1.1.1可变进气系统 (1)1.1.2可变配气相位 (2)1.1.3可变进气涡流强度 (4)1.2发动机气门驱动机构的发展 (4)1.2.1凸轮轴气门驱动机构 (4)1.2.2凸轮轴可变气门驱动机构 (5)1.2.3无凸轮轴驱动配气机构 (5)1.2.4电液驱动配气机构 (6)1.2.5电磁气门驱动机构 (7)1.2.6电气气门驱动机构 (8)1.2.7其他的气门驱动机构 (8)1.3本课题的意义和主要工作内容 (9)第2章确定系统方案、拟定液压原理图 (11)2.1电控液压驱动可变配气系统的构成 (11)2.2电控液压驱动可变配气系统的工作原理 (12)2.3拟定液压原理图 (12)2.4本章小结 (13)第3章液压系统的设计计算 (14)3.1液压系统额定压力的选取 (14)3.2液压系统额定流量的选取 (15)3.3液压系统设计参数 (16)3.4液压元件的选择与计算 (17)3.4.1液压泵的选择 (17)3.4.2选择驱动液压泵的电动机 (18)3.4.3液压阀的选择 (18)3.4.4油箱的选择 (19)3.4.5蓄能器的选取 (19)3.4.6管道尺寸的确定 (19)3.5本章小结 (20)第4章气门驱动机构设计 (21)4.1上端盖的结构设计 (22)4.2下底盖得设计 (22)4.3柱塞的结构设计 (23)4.4柱塞套筒的结构设计 (23)4.5本章小结 (24)第5章溢流阀的结构设计 (25)5.1溢流阀的结构和工作原理 (25)5.1.1直动型溢流阀 (25)5.1.2 先导式溢流阀 (26)5.2溢流阀的主要性能 (28)5.2.1静态特性 (28)5.2.2动态特性 (28)5.2.3先导型溢流阀的静态特性分析 (30)5.3溢流阀的基本应用 (33)5.4本章小结 (35)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录 (39)附录A：英文文献 (39)附录B：中文文献 (46)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。
机高速运转时，进气控制阀打开，管道变短降低了进气阻力，从而提高了充气效率v图1.3所示的为进气管长度无级变化的进气系统示意图，这种系统可以利用动态效应充气，在内燃机的所有转速范围内都能达到最佳的效果。
这种进气管长度可变系统的结构简单、费用不大、可靠性高，比较适用于汽车、拖拉机、摩托车等的发动机上。
图1.1四缸汽油机进气管长度对充气系数的影响随转速的变化关系图1.2 可变进气管长度控制系统图1.3 长度无级可变进气系统示意图1.1.2 可变配气相位传统内燃机配气相位在内燃机运转过程中是固定不变的,不能同时兼顾各种转速的要求,也就很难达到真正的最佳配气相位。
而采用可变配气相位则可以在内燃机整个工作范围内,提供合适的气门开启、关闭时刻或升程,从而改善内燃机进、排气性能,较好地满足高转速和低转速,大负荷和小负荷时的动力性、经济性以及废气排放的要求。
综上所述,可变配气相位改善内燃机性能,主要体现在以下几个方面：1) 能兼顾高速及低速不同工况,提高内燃机的动力性和经济性;2) 改善内冉机怠速及低速时的性能及稳定性;3) 降低内燃机的排放。
目前有两类可变配气相位机构,一类为可变配气相位,这类方法能提高中、低速转矩,改善低速稳定性,但由于最大气门升程保持不变,所以对燃油经济性改善不大,在此不作详细论述。
另一类为在低速和高速时应用不同的凸轮来同时调节配气正时和气门升程,并对高速凸轮和低速凸轮及工况转换点同时进行优化,使内燃机在整个转速范围内获得良好的性能。