某款汽油发动机阀系设计优化分析.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.047某款汽油发动机阀系设计优化分析张林，惠昭晨（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：为了提升某款汽油机发动机动力性和经济性。在原发动机凸轮轴型线的基础上进行了设计优化，设计了两种新的凸轮轴型线，为此做了阀系运动学和动力学分析，并作以比较。关键词：凸轮轴型线；阀系；运动学；动力学中图分类号：U464文献标识码：A文章编号：1671-7988(2016)08-144-04Apetrolenginevalvesystemdesignoptimizat

2、ionanalysisZhangLin,HuiZhaochen（AnhuiJianghuaiAutomotiveCo.,Ltd.,AnhuiHefei230601）Abstract:Inordertopromoteapetrolengine,engineperformanceandfueleconomy.Onthebasisoftheoriginalenginecamshaftlinesfordesignoptimization,designthetwokindsofnewtypecamshaftline,dothevalvesk

3、inematicsanddynamicsanalysis,andtocompare.Keywords:Thecamshafttypeline;Thevalves;kinematics;dynamicsCLCNO.:U464DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2016)08-144-04的运动规律，检查相关指标是否满足要求。运动学计算不考前言虑零部件间的脱离，认为系统是刚性的，从动件严格按凸轮[3]型线确定的运动规律进行运动。凸轮型线优化设计也在运发动机设计时，凸轮轴型线一直是设计人员关注的重点[1]

4、动学分析中进行。。凸轮轴型线不仅关系到发动机的动力性还关系到发动机的经济性，并且设计不优的凸轮轴型线设计直接影响到整机[2]的可靠性。1、分析目的分析并评价单阀系运动学及动力学计算结果。2、计算描述模型搭建如图1所示。图1单阀系分析模型3、配气机构运动学分析3.2运动学分析主要评价指标3.1运动学分析概述1）运动学凸轮与从动件间接触应力，该应力不能超过材运动学分析主要是计算在凸轮型线作用下，求出从动件料许用限值；2）凸轮型线有无负曲率；作者简介：张林（1989-），男，助理工程师，就职于安徽江淮汽车股份有限公司，主要从事发动机设计

5、的工作。145汽车实用技术2016年第8期3）额定转速及最大瞬时超速时气门弹簧裕度要大于1.4，由计算结果可以看出：各方案下凸轮与摇臂最大接触应避免飞脱现象的发生。力都低于限值；进气方案2下气门弹簧裕度不满足要求，这4）进气门与活塞运动学最小间隙要大于1.2mm；排气主要是因为该方案气门升程较大包角较小造成的，其他方案门与活塞运动学最小间隙要大于1.3mm。均满足要求。进排气方案1、2均存在负曲率，而从加工难易3.3运动学计算结果的角度看，一般要求凸轮型线无负曲率，因此综合判断方案各方案进排气单阀系运动学计算结果对比如表1、2所3

6、（原始方案）较好。示。为保证进气门与活塞运动学最小间隙大于1.2mm，排气表1进气方案运动学计算结果对比门与活塞运动学最小间隙大于1.3mm，气门关闭活塞到达上进气进气进气评价止点时两者距离要求如表3所示。方案1方案2方案3指标凸轮与摇臂最97810701036<1200大接触应力[MPa]额定转速下弹1.971.3361.943>1.4簧裕度负曲率半径[mm]-132.7-130.5无无气门最大升程[mm]9.79.89.31-凸轮主工作段包角[deg]132.52123.02130.05-表2排气方案运动学计算结果对比排气排气

7、排气评价方案1方案2方案3指标凸轮与摇臂最100710281017<1200大接触应力[MPa]额定转速下弹簧裕度1.7721.571.976>1.4负曲率半径[mm]-131.5-131.6无无气门最大升程[mm]9.69.469.1-凸轮主工作段包角[deg]126.99120.49133.96-表3气门关闭活塞到TDC时两者距离进气方案1进气方案2进气方案3图3进气方案2单阀系运动学计算结果气门关闭活塞到2.441.263.07TDC时两者距离[mm]排气方案1排气方案2排气方案3气门关闭活塞到2.111.871.51TDC

8、时两者距离[mm]图2进气方案1单阀系运动学计算结果图4进气方案3单阀系运动学计算结果2016年第8期张林等：某款汽油发动机阀系设计优化分析1464、配气机构动力学分析4.1动力学分析概述由于实际配气机构是一个弹性系统，工作时机构的弹性变形会使位于