内燃机凸轮轴径向振动特性优化研究.pdf

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1、第53卷第7期V01．53No．7农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2015年7月July2015doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2015．07．013叶春杰．刘忠民(310018浙江省杭州市杭州电子科技大学机械工程学院)【摘要]针对内燃机凸轮轴径向振动的问题，综合考虑轴承支撑刚度、阻尼以及轴段摩擦状况等因素的影响，利用AVL软件建立配气机构一维动力学模型。研究了轴承宽度以及轴承配合的相对间隙对凸轮轴径向振动特性的影响，并且对这2个参数进行优化。结果表明，增加轴承宽度以及适当增加

2、轴承配合间隙能够减小凸轮轴径向振动速度和径向跳动位移．为凸轮轴径向振动的优化提供参考。[关键词]AVL；凸轮轴；径向振动；轴承宽度；相对间隙[中图分类号]THl32．41[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2015)07-0058-03OptimizationResearchonCamshaftRadialVibrationofInternalCombustionEngineYeChunjie，LiuZhongmin(CollegeofMechanicalEngineering，HangzhouDianziUniversity，HangzhouCity，Z

3、hejiangProvince310018，China)[Allaraet】Aimingtotheproblemsincamshaftradialvibrationofinternalcombustionengine，aone--dimensionalvalvetraindynamicsmodelWflSestablishedwithconsiderationofbeatingsupportstiffness，damping，shaftsectionfrictionconditionandotherfactomTheinfluenceofbearingwidthand

4、relativeclearanceoncamshaftradialvibrationcharacteristicsWrit8studied，andthesetwoparameterswereoptimized．TheresultsshowthatincreasingbearingwidthanddecreasingrelativeclearanceCanreducecamshaftradialvibrationvelocityandradialbouncedisplacement，whichprovidesreferenceforoptimizationofcamsh

5、aftradialvibration．[Keywords】AVL；camshaft；radialvibration；beatingwidth；relativeclearance0引言配气机构作为内燃机的重要机构之一。其动态性能的好坏不仅影响到内燃机工作的可靠性、动力性以及经济性，而且直接影响到内燃机NVH性能【II。配气机构是—个弹性系统。在内燃机高速运转过程中，凸轮轴受到气门组件的阻力矩、弹簧反作用力和气门的动态冲击力等载荷的激励．会使凸轮轴产生不规则径向振动。增加凸轮轴与从动件之间的碰撞次数和强度，对配气机构的机械噪声产生重要影响呵甚至影响正时轮系的控制罔，所以对

6、凸轮轴径向振动特性展开优化研究的工作具有重要意义。本文针对某顶置凸轮轴式配气机构建立了一维动力学模型，综合考虑了轴承支撑刚度、阻尼以及轴承段摩擦状况等因素的影响，研究了轴承宽度和轴承配合的相对间隙对凸轮轴径向振动特性的影响，对减小凸轮轴径向振动进行优化研究。1一维凸配气机构动力学模型的建立及参数的确立收稿日期：2015--04-03修回13期：2015—04—13该配气机构是顶置凸轮轴式配气机构，建立的一维动力学模型如图1。这个模型包括2个部分，一部分是凸轮轴模型，提供气门开闭的驱动力，另一个是带摇臂的阀系模型，包括气门、摇臂、气门弹簧等零部件。在动力学运算过程中，将

7、配气机构视为弹性系统，根据系统中各个零部件的相互作用关系，考虑了气门间隙、零部件刚度、阻尼等因素的影响。另外该模型考虑了凸轮轴沿轴线的旋转运动和轴向移动，用5个径向轴承和1个止推轴承模型来模拟弹性支撑刚度、阻尼以及轴段摩擦状况等因素对凸轮轴高速运动的影响。图1一维配气机构动力学模型Fig．1One-dimensionalvalvetraindynamicsmodel第53卷第7期叶春杰等：内燃机凸轮轴径向振动特性优化研究59配气机构的基本技术参数如表l所示。动力学模拟计算中所需要的质量、转动惯量、刚度、质心位置等物理特性参数可以由三维软件计算获得；凸