（毕业设计全套）液压式可变配气系统设计（打包下载）

能够保证柱塞与空气阻尼隔板起运动，空气阻尼隔板外圈的型圈对外壳产生的阻尼力能够影响到气门升程曲线。

图.柱塞落座图.柱塞套筒的结构设计电控可变配气系统执行机构需要套研磨配合的偶件，即柱塞头部与套筒偶件。

基于柱塞和套筒之间配合既要满足相互运动摩擦小，又有满足定的压力下密封的要求，参照发动机的喷油器针阀偶件结构形式，拟在执行机构上采取类似的结构，同时还能保证同心度的要求。

同时套筒设有限位线，当柱塞下降的时候，套筒的限位线限制柱塞下降，这样气门就能保持最大升程不变。

图.套筒.本章小结本章以气门正时及其灵活性为目标，按照电控液压驱动可变配气系统构成设计气门驱动系统。

确定了执行机构的主要参数。

执行机构液压缸的主要作用是给柱塞提供驱动能量，使得柱塞可以克服气门弹簧阻力，控制气门的运动，同时也对柱塞的运动起导向作用。

第章溢流阀的结构设计.溢流阀的结构和工作原理溢流阀的基本功用是当系统的压力达到或超过溢流阀的调定压力时，系统的油液通过阀口溢出些，以维持系统压力近于恒定，防止系统压力过载，保障泵阀和系统的安全，此时的溢流阀常称为安全阀或限压阀。

溢流阀的根据结构可分为直动型和先导型两种。

直动型溢流阀图直动型溢流阀结构简图锥阀式球阀式滑阀式溢流阀的基本符号调压螺栓弹簧阀芯阀体含阀座锥阀式和球阀式又叫座阀式溢流阀，特点是动作灵敏，密封性能好，配合没有泄漏间隙，但导向性差，冲击性较强，阀座阀芯易损坏。

滑阀式由于阀口有段密封搭合量，稳定性较好，不易产生自激振动，但动作反应较慢。

下面以锥阀式直动型溢流阀为例说时其工作原理图锥阀式直动型溢流阀插装式结构图局部放大图简化符号详细符号偏流盘锥阀阻尼活塞调节杆调压弹簧阀套阀座工作原理设弹簧预紧力为，活塞底部面积为则当时，阀口关闭。

当时，阀口即将打开，此时开启压力当时，阀口打开稳压溢流或安全保护。

锥阀开启后，由得锥阀的力平衡方程为即.式中分别为弹簧刚度和预压缩量为阀芯自重水平时不考虑为阀芯与阀套间的摩擦力为稳态液动力为射流力。

此处，.调压原理调节调压螺帽改变弹簧预压缩量，便可调节溢流阀调整压力。

特点从式可知这种阀的进口压力不受流量变化的影响，被控力变化很小，定压精度高。

但由于直接与平衡，若较高，较大时，就相应地较大，不但手调困难，且略有变化，变化较大，所以般用于低压小流量场合。

先导式溢流阀先导阀直动式锥阀，硬弹簧。

组成带有导向圆锥面的锥阀二级同心式和软弹簧主阀滑阀和软弹簧带有多节导向圆锥面的锥阀三级同心式和软弹簧图型三节同心先导溢流阀板式阀体主阀座主阀芯阀盖先导阀体先导阀座先导阀锥式阀芯调压弹簧调节杆调压螺栓手轮主阀弹簧先导型溢流阀的先导阀是个小规格的锥阀式直动溢流阀，其弹簧用于调定主阀部分的溢流压力。

主阀的弹簧不起调压作用，仅是为了克服摩擦力使主阀芯及时回位而设置。

工作原理设为先导阀阀座孔面积，为先导阀弹簧预紧力刚度，为主阀弹簧预紧力自重摩擦力。

当时，导阀关闭，主阀也关闭。

当时，导阀打开，主阀两端产生压差当时，主阀关闭。

时，主阀打开稳压溢流或安全保护。

由得主阀芯和导阀的力平衡方程分别为由上两式可得溢流阀进口压力为.调压原理调节调压螺帽，改变硬弹簧力，即可改变压力。

特点溢流阀稳定工作时，主阀阀芯上部压力小于下部压力。

即使下部压力较大，因有上部压力，弹簧可做得较软，流量变化引起阀心位置变化时，弹簧力的变化量较小，压力变化小。

又调压弹簧调好后，上部压力为常数。

压力随流量变化较小，克服了直动式溢流阀的缺点。

还先导阀的溢流量仅为主阀额定流量的左右先导阀阀座孔的面积开口量调压弹簧刚度都不必很大先导型溢流阀广泛用于高压大流量场合。

.溢流阀的主要性能静态特性压力调节范围定义调压弹簧在规定范围内调节时，系统压力平稳压力无突跳及迟滞现象上升或下降最大和最小调定压力差值。

启闭特性定义溢流阀从开启到闭合全过程的被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系。

般用溢流阀处于额定流量额定压力时，开始溢流的开启压力和停止溢流的闭合压力分别与的百分比来表示。

开启压力比闭合压力比两者越大及越接近，溢流阀的启闭特性越好。

般规定开启压力比应不小于，闭合压力比应不小于，其静态特性较好。

卸荷压力当溢流阀作卸荷阀用时，额定流量下进出油口的压力差称为卸荷压力。

最大允许流量和最小稳定流量溢流阀在最大允许流量即额定流量下工作时应无噪声。

动态特性压力超调量最大峰值压力与调定压力的差值。

响应时间指从起始稳定压力与最终稳态压力之差的上升到的时间。

即图中两点的间的时间间隔过渡过程时间指从调定压力到最终稳态压力的时间。

即图中点到点间的时间间隔升压时间指溢流阀自卸荷压力上升至稳定调定压力所需时间。

即图的卸荷时间指卸荷信号发出后由稳态压力状态到卸荷压力状态所需的时间。

即图中的图流量阶跃变化时溢流阀的进口压力响应特性图溢流阀升压与卸荷特性先导型溢流阀的静态特性分析以本次设计中绘制型溢流阀为例具体尺寸见相关装配图及零件图。

图先导型溢流阀示意图开启过程设额定排放压力，开启压力，先导阀弹簧刚度为预压缩量为，主阀弹簧刚度预压缩量额定流量，主阀芯与阀孔间的摩擦力为，上下腔的液压力分别为和，而其上下有效作用面积分别为和.符合在之间的条件主阀芯自重为.，先导阀孔座面积为.稳态时的主阀开度.，则.当液压系统压力低于先导阀的开启压力时，先导阀保持关闭。

根据此时主阀芯受力条件为.式中分别为先导阀弹簧和主阀弹簧的刚度分别为先导阀弹簧和主阀弹簧的预压缩量。

此时阀口仍关闭。

.当系统压力上升到先导阀的开启压力时，先导阀处于即将开启但未开启的状态，主阀芯受力关系仍为式.当系统压力升高超过先导阀开启压力时，先导阀打开，液压油经由阻尼孔流向先导阀再流回油箱。

此时主阀芯上下两腔将产生压力差，但尚未到达足以抬升主阀芯的程度，根据主阀芯的受力方程为当系统压力上升到主阀开启压力时，通过阻尼孔的流量增大，产生的压力差使主阀芯处于平衡状态根据有力平衡方程当系统压力高于主阀开启压力时，主阀开启，根据其受力为.式中，为主阀口的开度为液体入射角，近似等于维阀半维角.为主阀座孔直径根据主阀口流量系数取.为。

.当系统压力升到调定压力时，阀内通过额定流量，根据此时主阀芯受力方程为.到此，溢流阀开启完成。

闭合过程其过程与开启过程相反，但各关键点相似，不同的是由于摩擦力方向改变，造成阀口的关闭压力比相应的开启压力要小。

静态特性关系式先导型溢流阀在稳态溢流条件下，满足下列关系式.根据，主阀口出流方程式为.式中，为受控压力，油液密度，其他参数意义同前。

.主阀芯受力平衡方程式.式中，开启时取正号，闭合时取负号其余参数意义同前。

.通过主阀芯阻尼孔的流量方程式阻尼孔结构为细长孔，根据其流量.式中阻尼孔截面积.根据阻尼孔的流量系数.。

.先导阀口出流方程式根据有.式中，根据先导阀流量系数.，先导阀阀座孔直径为先导阀阀口的轴向开度先导阀芯的半锥角。

.先导阀芯受力平衡方程式根据有.式中，各参数意义同前。

溢流阀内泄漏量根据按偏心环状缝隙的流量公式来计算.式中，主阀芯直径主阀芯直径与阀体间的单边配合间隙.公称压力油液动力粘度.主阀芯与阀体的配合长度.处均压槽数均压槽宽.则溢流阀的基本应用稳压溢流回路溢流阀和定量泵节流阀并联，阀口常开。

如图所示在采用定量泵的液压系统中，溢流阀与节流元件及负载并联，泵的供油量大于节流阀通道的需求量，此时，溢流阀作定压阀使用，阀口常开，使多余的油液回油箱，以保持节流阀进口的系统压力基本为恒定值。

安全限压回路溢流阀和变量泵组合，正常工作时阀口关闭，过载时打开压力油经阀口回油箱，油压不再升高，起安全保护作用，故又称安全阀。

如图所示图稳压溢流回路图安全限压回路远程调压回路将先导式溢流阀的远程控制口接远程调压阀进油口，并远程主调如图所示系统卸荷回路溢流阀和二位二通阀组合先导式如图所示将先导式溢流阀的遥控口通过二位二通电磁换向阀直接与油箱连接，当换向阀的口处于联通状态时，系统卸荷多级调压回路如图所示形成背压图远程调压回路图系统卸荷回路图多级调压回路.本章小结本章以液压系统溢流阀的设计为目标。

溢流阀的基本功用是当系统的压力达到或超过溢流阀的调定压力时，系统的油液通过阀口溢出些，以维持系统压力近于恒定，防止系统压力过载，保障泵阀和系统的安全，此时的溢流阀常称为安全阀或限压阀。

溢流阀的根据结构可分为直动型和先导型两种。

通过对溢流阀的设计从而完善整个液压系统的设计。

结论本文设计了种以液压为驱动力的可变配气系统，通过对液压驱动可变配气系统的性能进行研究，表明该系统能够对气门正时气门开启持续期进行实时控制，并且系统具有良好的稳定性和可靠性，基本达到预期的目的。

到论文完成为止，作者认为对电控液压驱动可变配气系统的研究还有些工作需要继续进行.本文只对单个气门进行了分析，更进步的工作要进行多气门实机试验，并向发动机全可变配气发展.可变配气系统执行机构可以进步完善，并且可将双电磁阀控制改造成单电磁阀控制.气门升程控制试验没有完成，希望后来者能够完成该试验.对电控可变配气系统多气门的控制策略进行深入研究。

参考文献刘跃.电液驱动可变配气相位机构设计及仿真研究.吉林大学，.田新民.无凸轮轴的电控液压气门定时机构.国外内燃机李志锐，舒歌群.无凸轮电液究．武汉理工大学博士学位论文页苏岩，李理光．可变配气相位对发动机性能影响．汽车技术王文惠，李剑虹．可变配气相位机构的研究．内燃机工程致谢经过学期的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声。

作为个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是很困难的。

在这里首先要感谢我的导师安永东老师，安永东老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从开展工作到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等过程中都给予了我悉心的指导。

本论文是在安永东教授的悉心指导下完成的。

在六个半月的时间里，安老师渊博的知识学术上敏锐的洞察力科研工作中丝不苟作风实事求是和严谨的治学态度使我受益匪浅。

安老师不仅使我丰富了专业理论知识，而且提高了实际动手能力，更重要的是使我学会了分析问题和解决问题的能力。

在此，向安永东老师致以最深的敬意和衷心的感谢!其次要感谢我的同学，他们在我进行毕业设计过程中，给予了无私的帮助和指导。

另外，不能忘记的是父母对我的多年培养和教诲，他们直任劳任怨含辛茹苦，正是他们才使我取得了今天的成绩。

在此向他们深深鞠躬，他们的付出将激励着我在人生道路上不断奋斗。

最后感谢我的母校四年来对我的大力栽培。