LJ750摩托车发动机配气机构研究

论文摘要

配气机构是发动机的重要部件之一,其凸轮型线设计,如果通过测绘完成,则难于根据发动机的性能相对较快地进行调整。为此,本文应用发动机现代设计理论与方法,以LJ750发动机配气机构为对象进行了相关研究。首先,基于AVL TYCON建立了LJ750发动机配气机构运动学和动力学模型,并结合凸轮型线设计评价标准,对已有凸轮型线进行了分析。针对存在的问题,制定了优化方案,并将优化后凸轮型线性能与优化前的进行了对比分析,结果表明优化后的凸轮不仅满足运动学评价标准,而且满足动力学评价标准,表明优化后的进、排气凸轮运动学和动力学性能均较原有凸轮有较大改善。在此基础上,对该发动机配气机构动力性的影响因素进行了研究,表明气门落座速度随发动机转速增大而增大,随气门间隙的增大则先增大后减小;气门落座力总的趋势是随着转速和间隙的增大而增大。进而,基于ANSYS/LS-DYNA平台,对气门与气门座的碰撞进行了计算分析,表明气门和气门座节点速度和加速度急剧变化,节点处发生变形;且随落座速度的增大,单元接触应力也增大。为了进一步改进现有设计,建立了电液配气机构气门模型,并运用MATLAB对该气门模型进行了相应的动力学计算,验证了其理论的可行性。本文工作为LJ750发动机配气机构的进一步优化及其电液配气机构的设计奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪言
• 1.1 内燃机凸轮配气机构概述
• 1.2 内燃机无凸轮配气机构概述
• 1.3 本文主要研究工作
• 2 配气机构计算模型及其评价标准
• 2.1 配气机构模型的建立
• 2.2 参数的设置
• 2.2.1 气门杆上半身刚度的计算
• 2.2.2 阀面当量盘刚度的计算
• 2.2.3 气门弹簧各参数的计算
• 2.2.4 挺柱的接触刚度
• 2.2.5 凸轮轴的刚度
• 2.2.6 气门座的刚度
• 2.3 凸轮型线设计评价标准
• 2.4 本章小结
• 3 LJ750 配气机构运动学和动力学分析
• 3.1 进、排气系统配气机构运动学分析
• 3.1.1 进气系统配气机构运动学分析
• 3.1.2 排气系统配气机构运动学分析
• 3.2 进、排气系统配气机构动力学计算
• 3.2.1 进气系统配气机构动力学分析
• 3.2.2 排气系统配气机构动力学分析
• 3.3 本章小结
• 4 凸轮型线优化设计及其动力学计算
• 4.1 凸轮型线优化设计方法
• 4.1.1 缓冲段的设计
• 4.1.2 工作段的设计
• 4.2 凸轮型线优化设计方案的确定及其运动学性能分析
• 4.2.1 缓冲段设计方案的确定
• 4.2.2 工作段设计方案的确定
• 4.2.2.1 工作段基本参数的确定
• 4.2.2.2 工作段设计方法的选取
• 4.2.3 进气凸轮型线优化设计及运动性能分析
• 4.2.4 排气凸轮型线优化设计及运动学性能分析
• 4.3 优化后配气机构动力学性能分析
• 4.3.1 气门落座速度
• 4.3.2 气门加速度分析
• 4.3.3 气门与气门座冲击力分析
• 4.3.4 凸轮与从动件的接触应力
• 4.3.5 气门弹簧动力学分析
• 4.4 凸轮优化前后性能比较分析
• 4.4.1 进气凸轮型线优化前后性能比较
• 4.4.2 排气凸轮型线优化前后性能比较
• 4.5 本章小结
• 5 配气机构可靠性仿真分析
• 5.1 转速变化产生的影响
• 5.1.1 转速对气门升程、速度、加速度的影响
• 5.1.2 转速对气门落座速度、落座力、凸轮与挺柱间接触应力的影响
• 5.1.3 转速过高产生的负面影响
• 5.2 气门间隙变化产生的影响
• 5.2.1 气门间隙对气门升程、气门落座速度及气门落座力的影响
• 5.2.2 过大气门间隙产生的负面影响
• 5.3 气门与气门座碰撞产生的影响
• 5.3.1 ANSYSY/LS-DYNA 简介
• 5.3.2 气门与气门座碰撞仿真
• 5.4 本章小结
• 6 电液气门驱动系统理论研究
• 6.1 电液气门驱动系统
• 6.2 电液气门驱动配气机构的工作过程
• 6.3 电液气门驱动系统——气门动力学分析、
• 6.3.1 发动机气门模型的建立
• 6.3.2 电液气门驱动系统动力学计算
• 6.3.2.1 理想状态假设
• 6.3.2.2 气门动力学计算
• 6.3.2.3 气门动力学计算参数的确定
• 6.4 利用MATLAB 对气门系统进行结果分析
• 6.4.1 从两个方面讨论气门升程的动态响应
• 6.4.2 从两个方面讨论气门速度的动态响应
• 6.4.3 从三个方面讨论气门加速度的动态响应
• 6.5 本章小结
• 7 总结和展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献