配气机构毕业设计
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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;
ABSTRACT
The 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。它的功能是实现换气过程,即根据气缸的工作次序,定时地开启和关闭进、排气门,以保证气缸吸入新鲜空气和排除燃烧废气。一台内燃机的经济性能是否优越,动力性是否足够大,工作是否可靠,噪音与振动能否控制在较低的限度,常常与其配气机构设计是否合理有密切关系。
配气机构设计的优劣不仅影响发动机的结构紧凑性和制造、使用的成本,而且还决定了高速运转时柴油机的工作可靠性、耐久性。配气机构设计的好坏对柴油机的性能指标有着很重要的影响。
配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求,定时开启和关闭进、排气门,使新鲜充量得以及时进入气缸,而废气得以及时从气缸排出。新鲜充量充满气缸的程度用充量系数 c来表示。充量系数越高,表明进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量越多,发动机发出的功率越大。压力越高,温度越低,则一定容积的气体质量越大,因此充量系数越高。由于在实际工作中,压力,温度都有不利因素,所以充量系数总是小于1,一般在0.8—0.9。就配气机构而言,主要是要求其结构有利于减小进气和排气的阻力,而且进、排气门的开启时刻和持续开启时间比较适当,使进气和排气都尽可能充分。
一般说来,设计合理的配气机构应具有良好的换气性能,进气充分,排气彻底,即具有较大的时间-断面值,泵气损失小,配气正时恰当。与此同时,配气机构还应具有良好的动力性能,工作时运动平稳,振动和噪音较小,不发生强烈的冲击磨损等现象,这就要求配气机构的从动件具有良好的运动加速度变化规律,以及不太大的正、负加速度值。
例如,对气门通过能力的要求,实际上可理解为是对由凸轮外形所决定的气门位移规律的要求。显然,气门开闭迅速就能增大时面值,但这将导致气门机构运动件的加速度和惯性负荷增大,冲击、振动加剧,机构动力特性变差。因此,对气门通过能力的要求与对机构动力特性的要求之间存在一定矛盾,应视所设计发动机的特点,如发动机工作转速、性能要求、