【毕业论文】汽车发动机新型配气机构毕业设计说明书.doc文档44页在线阅读

主动轴在同步旋转中是由条链驱动的。

驱动凸轮的主动轴的旋转运动经由连杆，摇杆臂和连杆转化为输出凸轮的摆动。

摆动凸轮和主动轴同轴。

系统有以下优点由于没有节流损失，使部分复合的热效率有所提高。

处于关闭状态。

了在不同转速和负荷条件下提供最佳的气门关闭角，达到了改善发动机动力性和经济性的目的。

在研究气门机构运动时，我们应该先了解最基本的气门机构，它是由凸轮轴气门摇臂气门弹簧门导管气门本体及气门座这些基本组成构件。

气门机构运动的动力源自发动机的曲轴，由连接于气缸曲轴上的时规齿盘以时规链条来带动连接于凸轮轴末端的另个时规齿盘，两个齿盘的齿数比是，也就是说经过个周期既四个行程后曲轴转了，而凸轮轴只转了。

有了这些驱动装置，凸轮轴便能随著发动机运转而转动，般情况下，气门因为。

有了这些驱动装置，凸轮轴便能随著发动机运转而转动，般情况下，气门因为气门弹簧的弹力作用而气门机构运动的动力源自发动机的曲轴，由连接于气缸曲轴上的时规齿盘以时规链条来带动连接于凸轮轴末先了解最基本的气门机构，它是由凸轮轴气门摇臂气门弹簧门导管气门本体及气门座这些基本组成构件。

部分内容简介技术提供了定的便利条件。

根据我国汽车发动机产品的实际情况，本文以顶置双凸轮轴发动机为研究对象，设计了可变气门配气相位机构，实现了在不同转速和负荷条件下提供最佳的气门关闭角，达到了改善发动机动力性和经济性的目的。

在研究气门机构运动时，我们应该先了解最基本的气门机构，它是由凸轮轴气门摇臂气门弹簧门导管气门本体及气门座这些基本组成构件。

气门机构运动的动力源自发动机的曲轴，由连接于气缸曲轴上的时规齿盘以时规链条来带动连接于凸轮轴末端的另个时规齿盘，两个齿盘的齿数比是，也就是说经过个周期既四个行程后曲轴转了，而凸轮轴只转了。

有了这些驱动装置，凸轮轴便能随著发动机运转而转动，般情况下，气门因为气门弹簧的弹力作用而处于关闭状态。

当凸轮轴上的凸轮转到凸面时，由凸轮推动气门摇臂，气门便被打开，之后再随著凸面的离开及气门弹簧的作用而关闭。

凸轮轴转速是发动机转速的，进排气门因凸轮角度是固定的从而只有机械的开闭运动。

由两部分构成的，个是气门系统，它把曲轴的旋转转变成输出凸轮的摆动，这个转变是由个包含有摇杆的传动装置完成的另个是电子动力传动系统，它是根据开车的情况，通过控制控制轴的角度位置来改变气门的持续时间和升程的。

这个控制轴有个偏心的控制凸轮，它插入有摇臂的支轴气缸中，来改变传动机构和输出凸轮的状态。

如下图所示。

是个气门组系统。

它就包括三个部分，个传动部分个气门凸轮控制部分还有个电子控制部分。

它的各个部件在下图。

图气门组系统气门开启特性的三个主要的因素是开启持续时间，持续相位角和升程的量。

气门开启特性由摆动凸轮及其相关部件所定型和定义的。

类似于普通的全旋转凸轮，摆动凸轮外型包括条开启控制的平滑操作的斜坡面。

主动轴的轴线和的凸轮轴的轴线是同心的。

主动轴在同步旋转中是由条链驱动的。

驱动凸轮的主动轴的旋转运动经由连杆，摇杆臂和连杆转化为输出凸轮的摆动。

摆动凸轮和主动轴同轴。

系统有以下优点由于没有节流损失，使部分复合的热效率有所提高。

如果不用节流，而以进气门开启持续期来计量气缸充量，节流损失即可避免。

由于低速时全负荷转矩增加，提高了全负荷时的有效效率。

如果能够根据发动机转速来控制进气门的关闭点，即可有效地控制气缸充气，从而改变发动机的全负荷转矩。

将发动机的运转工况点移到功率较高之处。

这可以通过改变变速器传动比来改善发动机的转矩曲线。

用这种方法，可降低变速器传动比而保持同样的加速特性，使发动机能更经常地在较低转速和效率较高的工况下运转。

系统是种控制进气凸轮轴的气门正时的装置，它通过调整凸轮轴转角对配气正时进行优化，从而提高发动机的动力性燃油经济性，并且可以有效地降低尾气的排放。

除了发动机表现增强之外，系统的杰出点之是它的轻巧和简单构造，并可降低发动机系统的造价。

气门可变机构发展现况本田汽车公司年代推出的可变气门正时和升程电子控制系统，可使发动机在高速时，改变气门正时和升程，并由电控组件控制，同时也可改变高速时进排气门开启的重叠时间，使发动机在高速范围时输出更大的功率。

宝马汽车公司新开发的直列缸发动机，采用无级可变气门行程和工作角的气门控制器系统。

该系统可明显改善发动机的动力性能，最大功率由提高到，最大扭矩由提高到，最高车速可达。

与同级发动机比较，油耗下降。

同时，该系统属柔性技术，除能适应氢燃料发动机外，还可达到欧洲号排放限值标准。

自年，欧洲开始采用可变气门正时技术以来，主要被阿尔法罗密欧宝马美洲豹沃尔沃保时捷戴克奥迪雷诺等高级轿车生产厂商采用，取得了良好效果。

近几年，国外不少知名汽车生产商也开始采用进气门连续可变正时控制排气门可变正时控制气门行程和工作角调整等型式，来提升发动机的动力性能。

年推出的奥迪新型发动机，采用无级可变凸轮轴控制气门工作角无级可变和排气门可变正时机构。

目前，以机械式气门控制机构为主流，但未来的技术发展趋势将转向开发电磁气门控制系统。

由此可以看到气门可变技术的发展前途是非常好的。

将来的汽车行业必然会全部使用到气门可变技术。

毕业设计工作内容我们所研究的这个装置是能够连续改变气门正时及升程的个控制系统。

这个装置和常规的可变相位气门装置是不样的，是为了自由实现调整气门升程和气门开启持续时间，这两条应该是相互作用的。

我主要任务是要选用气门调节系统作为动力源的伺服直流电机，设计单级圆锥齿轮减速器及其箱体，滚珠丝杠的螺旋传动，控制杠杆和控制轴，以完成调节子系统的结构设计。

设计原始数据有，配气机构对应发动机的功率范围最高转速顶置气门，凸轮轴的位置是上置凸轮的最大升程凸轮实际基圆半径。

这个设计还是很有难度的，工作量也很大，国内外的资料也很有限，国外也是技术保密，根本不会把主要技术参数提供出来。

所以它对我们来说很有挑战性。

我们应该认真地将它完成。

气门可变机构汽车发动机是非常追求速度的大小的。

然而，在这个除了速度外还注意环境的年代，燃料的经济性和低排放的程度已经变为很重要的课题。

随着仿真技术的逐渐成熟以上技术的实现都是很有可能的，可变气门作用的发挥正变为个非常重要的课题。

在这时，看看先前这个连续可变气门正时和升程作时，应按寿命条件选择其尺寸，并校核载荷是否超过其额定静载荷低速工作时，应按寿命和额定静载荷两种方法确定其尺寸，选择其中较大的静止状态或转速低于时，可按额定静载荷选择其尺寸。

丝杠滚道曲率半径系数取值般为优先选用和。

当取时，额定静载荷值应乘以，额定动载荷值应乘以。

我取的曲率半径为。

详细请参考参数选取表。

工作载荷由堂岳华同学提供它的额定动载荷，所以首先它的强度是满足要求的。

，经过查设计手册他的刚度也是满足要求的。

螺杆大径，螺母旋合圈数为，螺杆材料为淬火钢，螺母为青铜，螺杆转速螺杆总长稳定性校核螺杆的细长比所以它的稳定性满足要求临界转速校核因为是高速螺旋，还需校核横向振动的临界转速由使用要求和结构要求确定螺杆两支撑间的最大距离，其步骤公式如下钢制螺杆的临界转速，两端固定，所以查表得系数长度系数丝杠小经所以使螺杆工作的最大转速所以，转速合格。

温度变形量计算当温度变形量大时，需计算丝杠全长的若变形量，基本导程修正量和热变形力式中材料线膨胀系数，钢在时两轴承间丝杠的距离，温升基本导程弹性模量，取丝杠小径断面积，丝杠螺纹底径计算最大温差下的数据得控制杠杆和控制轴的设计控制杠杆的设计首先先选用控制杠杆材料，为了达到强度要求和经济性我选用号炭素优质钢，它的刚度也是非常好的。

控制轴也是个转动轴，根据资料和我们具体实验相结合，它的最大转动角度只有。

如图中，在做模拟测量时测量函数和目标函数基本吻合。

结果显示气门运行表现在控制轴的旋转角度。

它甚至也可通过采用钛和其他的轻量级金属作为汽车气门在高性能发动机中被用的材料，以便来达到更高操作速度要求。

油温秒测量量目标控制轴旋转角度单位度时间控制轴的旋转角度图中显示，控制轴在秒内就转了由圆锥齿轮的传动比可得滚珠丝杠的转速丝因为滚珠丝杠的基本导程，所以所以当控制轴控制时，螺母的行程为丝图控制杠杆行程示意图所以控制杠杆的尺寸，因为控制杠杆要在范围内来回摆动来控制控制凸轮轴的转动，以达到控制气门正时及升程的目的，所以控制杠杆必然在到范围内变动，才能让滚珠丝杠和控制轴部分不动。

要这样才能达到我们预先设计的方案。

所以我设计控制杠杆在附录图中。

控制轴的设计通过调整控制轴的相位角来控制气门升程。

图给出个可变正时和升程机构的例子。

在图，这个机构在控制轴的最大升程相位。

图显示这个机构在控制轴最小升程相位。

图控制轴的状态改变如图所示，在控制轴在最大升程相位，偏心控制凸轮的偏心方向就是主动轴的旋转方向。

结果导致摇臂摆动中心随着主轴转动而转动，通过枢轴，摇臂推动连杆位置相对下降，输出凸轮逆时针旋转。

图显示当气门在最大升程时，主动轴顺时针旋转并且输出凸轮的摆动在最低位置。

这时，偏心输入凸轮的偏心位置是与连杆两个轴心线的气缸间的距离位置相协调的。

使摇臂摆动到最大位置。

输出凸轮也摆动到逆时针最大位置。

图示气门升程量，主动轴也转了度。

图输出凸轮的摆动位置处于控制轴最大升程相位的最高处。

另方面，图显示控制轴逆时针旋转最小升程时，控制轴的轴心线相位状态。

摇臂摆动中心是经过主动轴的。

结果，通过枢轴，摇臂带动连杆相对的升起，并且连杆带动输出凸轮以顺时针方向相对旋转。

图显示当主动轴顺时针旋转气门在最大升程的位置。

然而，此时，气门升程量达到最小值，并且气门正时被足足减小了度主轴旋转。

图显示输出凸轮的位置在最高处。

控制轴相位在度的范围被连续的改变，显示于图到。

结果，气门升程