基于AVLEXCITETD的发动机配气凸轮型线优化

《基于AVLEXCITETD的发动机配气凸轮型线优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于AVLEXCITETD的发动机配气凸轮型线优化111刘丽娜，李德胜，杜建秋（1，天津内燃机研究所，天津市南开区卫津路92号,300072）[摘要]针对某发动机凸轮磨损问题，基于AVLEXCITETIMINGDRIVE(EXCITETD)软件对原机配气机构进行建模，并优化其凸轮型线。在其他条件不变时，凸轮型线优化后，凸轮桃尖处最小曲率半径、丰满系数、最小弹簧裕度和最小润滑系数均增大，凸轮与挺柱最大接触应力减小，凸轮磨损问题得到了明显改善。关键词：发动机配气机构凸轮型线优化主要软件：AVLEXCITETI

2、MINGDRIVEOptimizationofCamProfilebasedonAVLEXCITETD111LiuLina,LiDesheng,DuJianqiu1.TianjinInternalCombustionEngineResearchInstitute,No.92WeijinRoad,NankaiDistrict,Tianjin,300072[Abstract]Tosolveworsecamwear,thenumericalsimulationmodeloftheenginevalvetrain

3、isestablishedbasedonAVLEXCITETIMINGDRIVE(EXCITETD)andthecamprofileisoptimized.Withotherconditionsunchanged,theminimumcurvatureradiusofthecamtip,fullnessratioofthevalveliftcurve,theminimumforcefactorandtheminimumlubricationcoefficientincreasewiththecamprof

4、ileoptimized,thecontactstressbetweencamandtappetdecreaseobviously.Withoptimizationofcamprofile,theproblemofcamwearamelioratesgreatly.Keywords:engine；valvetrain；optimizationofcamprofileSoftware:AVLEXCITETIMINGDRIVE1.前言配气机构是发动机重要的组成部分，凸轮型线设计是配气机构的核心，其设计直接关系

5、[1][2]到发动机的性能。具有良好的凸轮型线的发动机充气效率较高，且工作更平稳可靠。随着计算机技术的发展，使用软件进行凸轮型线设计，可以较为快速的找出凸轮型线优化方向，[2-3]为发动机的研发和性能优化提供理论指导，减少时间和成本，提高效率。为了解决某机型发动机进气凸轮磨损问题，本文以原型机为基础，通过优化其进气凸轮型线，使原机中存在的问题得到改善。2.发动机性能参数研究所用发动机的技术参数见表1所示。表1发动机参数参数发动机型式自然吸气、水冷、四气门气缸数—缸径×冲程(mm)4—98×115排量(L)

6、3.470压缩比19:1额定功率(kW/rpm)92/2400最大扭矩(N•m/rpm)382/2000-22003.凸轮型线优化为了对原机的凸轮型线进行优化，建立了配气机构EXCITDTD仿真模型，如图1所示，本款发动机为机械挺柱下置式凸轮形式。在保证气门运动规律平稳可靠，气门升程丰满系数、K系数和最小弹簧裕度满足设计要求的基础上上，将进气凸轮与挺柱的接触应力做为主要目标进行优化。通过多次调整，最后得到进气优化设计方案。图1原机EXCITETD模型4.结果分析4.1运动学结果分析图2原型线和优化后型线的

7、气门和凸轮升程对比图2-4为原进气凸轮和优化后进气凸轮驱动下配气机构的气门与凸轮的升程、速度与加速度的对比图。计算结果表明，优化后凸轮型线速度曲线变化平稳，运动连续无突变，工作状况良好，满足设计要求。相比于原型线，优化后型线更加饱满，正加速段宽度变窄，桃尖曲率半径增大。图3原型线和优化后型线的气门和凸轮速度对比图4原型线和优化后型线的气门和凸轮加速度对比表2原型线和优化后型线的性能对比表最大应力/凸轮桃尖最小丰满系数最小弹簧裕度K系数最小润滑系数（N/mm^2）曲率半径/mm原型线709.74.80.52

8、36/0.52364.4492.8480.23优化后型线561.48.00.5969/0.59695.6131.3680.38表2为原型线和优化后型线的性能对比表。从表中可以看出，凸轮型线优化后，凸轮桃尖处最小曲率半径变大，凸轮与挺柱的最大接触应力减小，丰满系数变大，最小弹簧裕度和最小润滑系数增大，K系数减小，但仍在允许范围内。图5原型线和优化后型线的接触应力对比图5为原型线和优化后的凸轮与挺柱的接触应力对比。相比于原型线，优