（图纸+论文）液压式可变配气系统设计（全套完整）㊣精品文档值得下载

（图纸+论文）液压式可变配气系统设计（全套完整）

了配气正时和气门升程同时调节的目的。凸轮轴上中间为高速凸轮,与中间摇臂相对应,左右各有个低速凸轮,分别位于第和第摇臂位置。，此时低压电磁阀打开，低压电磁阀连通液压缸与低压油箱。液压油回流到油箱，气门逐渐恢复到关闭状态。在气门关闭过程中，由于柱塞回位过程中，柱塞头部的回流口为可变节流式，柱塞越往上回位，回流面积较小，节流作用就越强，这样降低了落座速度，减小气门落座冲击。压力保持过程电动机带动齿轮泵转动，向蓄能器供油，使蓄能器压力保持设定的压力值。当蓄能器内液压油的压力大于设定压力时，溢流阀打开，蓄能器向油箱回油，直到蓄能器内液压油的压力等于设定压力时为止。设定压力通过溢流阀上的开关调节，其数值显示在压力表上。.拟定液压原理图图.液压原理图液压泵单向阀油滤器压力表溢流阀蓄能器减压阀二位二通常闭高速电磁阀二位二通常闭高速电磁阀执行机构.本章小结本章以设计整体方案为目标，按照在不改变气缸盖结构的基础上，设计种电控液压驱动气门执行机构，将该执行机构安装在发动机气缸盖上，代替原来的凸轮轴配气机构。这套机构初步能够实现气门正时气门升程连续变化的目的，同时还能在定的程度上缓解柱塞对执行机构的冲击。第章液压系统的设计计算.液压系统额定压力的选取额定压力是指液压系统的最高工作压力，单位.液压系统的最高工作压力，液压系统总的压力损失液压系统的安全裕度柱塞头部直径，柱塞中部直径，气阻尼隔板直径，气门位移气门弹簧强度气门弹簧力摩擦力气门内外弹簧预紧力，行机构液压腔最大液压阻力，空气阻尼力，进气门开启时，因为气门上下两面压差很小，缸压力大小可以忽略。液压系统额定流量的选取额定流量是指液压系统的工作流量，单位。.压系统额定流量，门开启动作完成时间，压系统总的流量损失系数精确的计算出值是选取额定流量值的关键，也就是气门开启动作完成时间计算。从式中可以发现，只有气门开启动作完成时间是未知数，所以精确的计算出值是选取额定流量值的关键，也就是气门开启动作完成时间的计算。.如图.所示的是可变配气系统工作特性原理图，高压电磁阀打开，气门在段延迟时间后开始打开。气门打开到最大升程并持续段时间当低压电磁阀打开，气门在段延迟时间后开始关闭。气门匀速关闭直到完全关闭气门。的选型。第章确定系统方案拟定液压原理图在不改变气缸盖结构的基础上，设计种电控液压驱动气门执行机构，将该执行机构安装在发动机气缸盖上，代替原来的凸轮轴配气机构。这套机构初步能够实现气门正时气门升程连续变化的目的，同时还能在定的程度上缓解柱塞对执行机构的冲击。.电控液压驱动可变配气系统的构成电控液压驱动可变配气系统原理如图．所示。该系统主要包括液压系统部分气门驱动部分电子控制部分，各部分的组成及功能简单介绍如下图．电控液压驱动可变配气系统原理示意图.液压系统部分由油箱滤油器溢流阀液压泵电动机压力表压力表开关以及蓄能器等元件组成。主要任务是为系统提供驱动气门运动的能量。.气门驱动部分包括可变配气系统执行机构执行机构支撑架两位两通高速开关电磁阀和气门弹簧组件组成。其中可变配气系统执行机构由两个两位两通高速开关电磁阀控制液压油路，依靠往复运动的柱塞驱动气门来回运动。气门回位靠气门弹簧复位。主要任务是完成液压能与气门动能及气门弹簧势能三者之间的能量转换。.电子控制部分电子控制部分主要是对液压及气门驱动部分进行控制，可选用两种控制方法控制控制。本文主要研究液压系统，电控部分不作详细说明.电控液压驱动可变配气系统的工作原理如图．所示，该系统的工作过程主要分以下几阶段气门开启过程首先电动机带动液压泵转动，经网式滤油器过滤后，将油箱中的油液吸入液压泵内。油液在液压泵内经增压后，通过单向阀送入蓄能器。蓄能器稳定油液的压力，并将油液以恒定的压力送到高压电磁阀。当高压开关电磁阀接收驱动信号打开，使执行机构液压缸与高压油源连通，液压油进入执行机构液压缸，液压缸内压力迅速升高，液压油推动柱塞向下运动。柱塞克服气门弹簧阻力推动气门逐渐打开。当气门达到最大升程时，高压电磁阀停止接收驱动信号，立即处于关闭状态，执行机构液压缸内液压油油量保持不变，油压恒定，柱塞位置被油压锁定，气门保持最大升程位置。气门定位过程此时高压电磁阀和低压电磁阀都处于关闭阶段。由于液压缸内压力保持等于气门弹簧阻力，气门保持全开状态。气门关闭过程气门保持全开段时间后液压活塞与气门相连,活塞上端的液压腔与高低压源连通,下端的液压腔则只能连通高压源。通过两个电磁阀的适时开闭可实现气门的开启和关闭。他们在该系统上进行的单个气门实验得出该电液气门驱动系统可达到相当于发动机转速在下的响应速度。但是，内燃机无凸轮电液气门驱动现仍然处于实验室研究阶段,还有许多问题等待解决,例如响应速度不够高气门落座冲击能耗过大和系统复杂等等,有待进步探索。而且无凸轮电液气门驱动的大部分试验结论仅仅限制在四缸机上。图.的电液气门机构驱动原理电磁气门驱动机构随着电控技术在汽车上的广泛应用,电磁气门驱动系统已成为颇受重视的前沿课题之。电磁气门驱动发动机相对于传统的凸轮轴驱动发动机在结构性能燃油经济性和排放方面都具有潜在的优势。如图.所示是采用双弹簧双线圈的电磁气门驱动机构。发动机不工作时,两线圈均不通电。衔铁及气门在弹簧的作用下,处于半开半闭的中间状态。发动机在起动的初始时刻对该装置进行初始化。控制系统根据曲轴转角判定各气门应打开或关闭,使关门线圈或开门线圈通电,电磁力克服弹簧力将气门关闭或开启。若系统判定气门应开启,则开门线圈通电,衔铁与开门铁芯间的电磁力克服弹簧力,使气门向下运动直至最大开启位置。为保持气门的开启状态,开门线圈必须继续维持较小的电流使电磁力等于或大于弹簧力.需要关闭气门时,开门线圈断电,衔铁和气门在弹簧的作用下向上运动.在无阻尼的理想情况下,气门可达到完全关闭的位置即落座,在气门落座的瞬间,关门线圈开始通电,衔铁与关门铁芯间的电磁力与弹簧力平衡或大于弹簧力,使气门保持在关闭状态.需要开启时,关门线圈断电,衔铁和气门在弹簧作用下向下运动.如此循环往复.因该系统存在空气阻力和摩擦力的阻尼作用.气门在弹簧作用下从最大开启位置向上运动时不可能到达关闭位置.因此在气门接近关闭位置时,关门线圈就需提前开始通电,使电磁力帮助气门快速运动至关闭位置。气门从关闭位置向开启位置运动时情况相同。图.电磁气门驱动机构原理图气门开门线圈开门铁芯衔铁关门线圈关门铁芯弹簧气门导管电气气门驱动机构电气气门驱动和电液气门驱动的工作原理相似，只不过所用的介质为空气。与电液相比，空气的粘度低运动惯性小，有利于提高电气气门的响应速度但空气的可压缩性更高，更难精确控制，会削弱采用它作为介质带来的好处。液压式,可变,系统,设计,毕业设计,全套,图纸摘要液压驱动可变配气系统是无凸轮轴可变配气技术的种。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，都在步步的威胁着我们人类的生存。据统计，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。.发动机配气机构的可变技术可变技术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。可变进气系统传统的进气歧管长度不可变，只能在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。长期以来人们发现进气管的长度变化影响内燃机的充气效率。进气管较短时，在高速运行有较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.。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.所示的是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。在内燃机高速运转时，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。图.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.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.可变进气管长度控制系统图.长度无级可变进气系统示意图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改善内冉机怠速及低速时的性能及稳定性降低内燃机的排放。目前有两类可变配气相位机构,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。由于可变配气相位技术的优越性,在美国已有多项专利产品。可变配气相位典型代表为日本本田车用公司的系统。系统结构及工作原理如图。其配气凸轮轴上布置了高低速两种凸轮,采用特殊设计的摇臂,能够根据内燃机转速高低自动切换凸轮,使摇臂分别被高速或低速凸轮驱动,从而实现了配气正时和气门升程同时调节的目的。凸轮轴上中间为高速凸轮,与中间摇臂相对应,左右各有个低速凸轮,分别位于第和第摇臂位置。个摇臂内装有液压活塞和限制活塞。其工作过程为转速低于时,液压活塞不移动,中间摇臂在高速凸轮驱动下,压下空动弹簧,