开时与关闭时的高度差就称为升程，也可说是凸轮的基圆的中心到凸峰凸轮上距离回转中心最远的点的距离减掉基圆的半径所得的值。而气门开始动作到完全打开或关闭所需的时间长短与凸轮轴角度的关系称为气门启闭加速度，以图形表现就成为气门启闭加速曲线。而发动机的容积效率正可由气门升程与凸轮角度所构成的曲线图形来判断。曲线下所围成的面积越大则容积效率越高。当气门尺寸及气门正时不变时，气门急开急闭可得到最佳的容积效率也就是提高气门加速度，当然最好是瞬间打开或关闭，但这在考虑对气门座的冲击力及受到传统凸轮系统的先天限制必须以圆弧面接触以维持机构运转之顺畅，并不可能达成。此外适度的提高气门升程也可提高容积效率。.简介直流电机滚珠丝杠与圆锥齿轮的特性和选择使物体运动时,般来讲需要将动力产生的旋转运动转变为从动部件直线运动，这就能用到滚珠丝杠。在发动机内,由于要控制发动机的活塞的进排气的可变性,这能通过个伺服直流电机驱动单级圆锥齿轮减速器,再通过发动机控制部件和位置传感器来控制滚珠丝杠的运动,从而来带动控制轴的运动,达到气门正时及升程的可变性。为了提高响应，在这个系统中用了低摩擦的滚珠丝杠。另外使用对锥齿轮来改变控制轴的旋转方向，直流电动机平行作用于驱动轴。为了使变换响应能达到令人满意的效果，除要利用滚珠丝杠外，另种设备被并入这种控制方式。考虑到减速器的传递速度和控制轴的转矩,通过控制轴后会产生变化。根据控制轴位置的变化，种用来控制控制轴的位置的计算机操作装置被运用上来.在.节中有说明由于此系统只起控制作用，它所需要的功率是很小的，因此，使用最大输出率为的低输出直流发动机是可行的，它能使达到良好响应时的动能消耗减少。由此，可以判断现在控制轴紧随着指定位置的变化而变化，这就要求尽量用电动机负载来控制而不是使用节流阀。由于曲线齿锥齿轮，又很高的传动速度，还由于轮齿啮合的重叠作用，曲线齿锥齿轮比直齿锥齿轮运转要平稳的多。曲线齿锥齿轮在节圆锥上齿线为曲线，轮齿啮合缓慢的开始，从端到另端连续平稳的进行。所以选用曲线齿锥作为改变方向的传动部件。设计圆锥齿轮首先必须知道齿轮运转的必要条件，即额定功率启动扭矩载荷作用方式过载和冲击条件润滑方式运转温度速比转速及所要求的运转精度等切与运转有关的数据。根据这些条件，可以得出所用齿轮的尺寸。这是个高精密的控制系统，所以使用高精度的滚珠丝杠来作为精确移动控制部件。的工作参数如发动机转速负荷等，通过输入接口电路送往控制单元。控制单元对信号进行运算处理，判断发动机的工作状态，再从预先测取的发动机调整特性中读取该工况下的最佳配气相位值，并根据该值做出控制决策，发出相应的控制信号。控制信号通过输出接口电路和驱动电路引导步进电动机做出响应。图.电控系统原理图在制取控制发动机调整特性时，作者先通过试验测出不同工况下的配气相位调整特性，根据试验结果，建立数学模型。由此模型给出发动机性能指标与工况及配气相位控制参数之间的关系。然后，根据对发动机性能的要求，确定优化准则，采用定的优化方法，求出各种工况下使发动机综合性能指标达到最优的配气相位，并得到相应的控制发动机调整特性。配气相位是发动机转速和节气门开度的函数。控制软件根据传感器测得的模拟量和数字量，从发动机调整特性中查取相应的配气相位值。控制软件采用模块化结构，将常用的程序块独立编成系列子程序，以调用的形式取用，可大大提高程序运行速度，缩短系统响应时间。主程序进行发动机运行模式的判断发动机调整特性查寻控制决策和控制量输出转速和相位测量模块用于测量发动机转速和凸轮轴当前相位模拟量采样模块用于测量节气门开度相位调整模块用于计算步进电动机运行步数，并对伺服直流电动机运行频率进行修正伺服直流电动机控制模块用于正确地分配脉冲，使步进电动机按要求进行工作故障显示模块用于检查控制部分工作是否正常，并给故障显示电路发送相应的信号数字显示模块用于读取并向数字显示电路发送各控制参数的瞬时值。.简介汽车气门系统中的凸轮机构人类对凸轮机构的使用要追朔到世纪，但是，直到世纪末，对凸轮机构还未曾有过详细历史记载的系统研究。随着人类文明的进步和工业化的逐步发展，对高效的自动机械的需求大大增加．特别是在内燃机诞生之后，以内燃机为动力的机械逐渐增多，大大提高了人们对凸轮机械的重视程度。随着内燃机动力机械的逐渐普及和发展，内燃机配气机构的特性对工作性能的影响逐步被认识。到了世纪初，随着汽车工业的迅速发展，凸轮机构的研究受到广泛重视。在世纪年代以后，由于内燃机转速增加，配气凸轮乃至配气系统引起的故障日益增多，人们开始了对配气凸轮机构进行深入研究．研究的方法也从经验性的设计过渡到有理论依据的运动学与动力学的分析研究．从世纪年代以来，有关凸内轮机构运动学与动力学的理论研究为凸轮机构的优化设计，奠定了坚实的理论基础。随着计算技术和电子计算机技术的发展，解析化的数值计算设计方法逐步得到了发展，计算机辅助设计和辅助制造技术也逐步得到了应用。在气门机构的设计中，凸轮的设计是核心内容。气门机构的设计目标就是要让进气愈多，排气愈干净。除了气门正时外，气门尺寸升程加速曲线都会影响进排气效率。这些因素乃是由凸轮轴的凸轮形状及凸轮轴与曲轴的相对位置所控制。凸轮的形状排气门会造成有进排气门同时打开的重叠情况，称为气门重叠。发动机高转速运转时若能增加气门重叠角度，将可抵消因高速运转而凸显的进气延迟现象。但气门重叠角度大的高转速型凸轮，虽然具有较佳的高转速动力表现，但在低转速运转时，将因为气缸真空度不足及吸入油气的流失而造成容积效率降低，导致低转速动力不足怠速运转不稳的后遗症。根据发动机原理可知发动机的升功率，升转矩及比油耗分别由下列公式决定ηηηηηηηη式中,常数η机械效率η指示效率发动机转速η充气效率过量空气系数从上式可知提高发动机动力性能及经济性的措施就是提高ηηη及，减小。过量空气系数同时影响排放及比油耗，根据不同目标，要求应达到定数值。提高的同时，必须要注意提高充气效率,后者随着转速的提高而下降。机械效率η受发动机转速及最大爆发压力的影响,当转速不变时,η基本不变.η受混合气的影响,而混合质量又受缸内空气涡流及紊流强度的影响,降低低速低负荷发动机比油耗的措施之,就是提高空气流动的涡流比,改善其混合质量.但是如果设计比较高的进气道,则高速时涡流比过高又会影响充气效率.因此必须采用可变气门技术,以满足不同转速需要。图.配气相位图从配气相位图上可以看出活塞从上止点移到下正点的进气过程中浅色，进气门会提前开启和延迟关闭。当发动机做功完毕，活塞从下止点移到上止点的排气过程中深色，排气门会提前开启和延迟关闭。十分明显，这种延长气门开启时间的做法，必然会出现个进气门和排气门同时开启的时刻“重叠阶段”，可能会造成废气倒流。这种现象在发动机的转速仅转以下的怠速时候最明显。这容易造成怠速工作不畅顺，振动过大，功率下降等现象。尤其是采用四气门的发动机，由于“帘区”值大，“重叠阶段”更容易造成怠速运转不畅顺的现象。为了消除这缺陷，就以“变”对“变”，采用了“可变式”的气门驱动机构。发动机上的气门可变驱动机构可以通过两种形式实现，种是凸轮轴和凸轮可变系统，就是通过凸轮轴或者凸轮的变换来改变配气相位和气门升程另种是气门挺杆可变系统，工作时凸轮轴和凸轮不变动，气门挺杆，摇臂或拉杆靠机械力或者液压力的作用而改变，从而改变配气门相位和气门升程。我们选用第种方式，它的可靠性比较高。.可变气门配气机构传动子系统图.气门升程工作图如图.所示，主动轴带动输入凸轮转动，输入凸轮通过转动副带动连杆做平面运动，连杆与摇臂组成转动副，与控制凸轮偏心轮形成高副。摇臂与控制凸轮形成转动副，且与连杆形成转动副，连杆与输出凸轮形成转动副，输出凸轮与输入轴主动轴形成转动副。输入凸轮也与输入轴形成转动副。控制凸轮旋转中心与机架形成转动副。汽车发动机,新型,机构,设计,毕业设计,全套,图纸这种机制的基本控制原则是由摆动凸轮代替常见的转动凸轮而得。就四冲程发动机来说，现有的产品全都采用气门控制进气和排气。它有很多优点，也有很多缺点，为了改善发动机的运转状况提高发动机性能节省原料，我们设计种应用电控技术和机械技术实现气阀开启持续时间及升程连续可调节的配气机构。就是以改变发动机连续可变气门升程及开启时间从而可以根据开车的路况不同，改变气门正时与升程，从而更好的适应路况，节约能源，提高发动机的性能。过去我国基本上以生产中型载重汽车为主，其发动机的转速般都不高。从年代末期以来，我国开始发展轿车事业，其发动机转速般都很高，最高转速可达，采用兼顾低高速的固定配气相位，会使发动机的动力性经济性下降，废气排放恶化。因此，研制用于轿车发动机的可变配气相位机构很有必要。.发动机工作的基本原理在谈气门机构的工作特性之前，我们必须再确认次四行程发动机的四个行程进气压缩做功排气周而复始。进气时进气门打开，活塞由上往下，有如针筒作用般将空气吸入气缸。压缩时进气门关闭，此时气缸形成密闭的空间，活塞由下往上压缩油气，而压缩比就是活塞在下死点和上死点时气缸容积比例。油气压缩后，火星塞点火引燃油气产生爆发，由爆发后产生的大量气体将活塞往下推到下死点。爆发也是发动机四个行程中唯的动力产生行程，其他三个行程都是需要消耗动力的，这也就是为什么四行程发动机比二行程发动机反应慢的原因，因为二行程发动机每两个行程就有次是动力产生行程，而四行程则四次才有次。爆发过后，排气门打开，活塞由下往上推将气缸内燃烧后的废气排出，活塞到上死点后关闭排气门，并打开进气门，准备下次的进气。汽车发动机是非常追求动能的大小的。然而，在这个除了能量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。目前为止，已经有很多关于可变气门建议的提出。在这些建议中，可变部分的类型被迅速的传开，并且成为种标准。在这领域中它将变成个关键的装置。而且，对有关气门活动角度的提高和改变仍然在进步。然而，可变气门部分也是有限制原则的，像不能改变气门的持续时间长短或者升程量的大小。另外，为了把装置发挥的更好就必须对新装置有更高的要求。在这个区域里，所研究是个能连续增加控制气门开启持续时间的装置。例如，电磁类型，除了能够连续改变持续时间，并且很明显。结果，在这领域的研究在加快进行。也有以纯机械可变气门持续时间装置为研究方向的例子。实际上这个正在国外被研究。然而此装置不能改变气门升程，很明显是有局限性的。例如，结果很难相应的使高输出发动机型号减小。另外，很难在相应的载荷下自由的控制气流的循环。在个非常低载荷的情况下，吸气门的节制变得很困难，这就是个限制因素。.简介我国的汽油机已经实施汽油电控喷射技术，进步采用电控可变配气相位技术，在转速负荷传感器等方面可以实现与发动机控制部件共用。另外发动机已向多气门发展，对实施可变配气相位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