论文摘要
配气机构是内燃机的重要组成部分,配气机构的好坏对内燃机的性能指标有着很重要的影响。配气凸轮是决定配气机构工作性能的关键零件,如何设计和加工出具有合理型线的凸轮是整个配气系统设计中最为重要的问题。其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。模拟计算和试验研究是研究内燃机配气机构的两种重要手段。本文应用AVL TYCON软件,建立了某发动机配气机构运动学及动力学模型,并进行了计算分析,明确了该配气机构存在的问题,为解决该问题,改进设计了配气凸轮型线,同时进行了凸轮型线设计主要影响因素的分析。提出了配气凸轮磨损试验,将模拟计算出的凸轮磨损值与试验测得凸轮磨损值进行对比,以验证模拟计算的有效性和设计的可行性。主要的研究工作包括:(1)应用Pro/E软件建立配气机构的实体模型,获得优化设计工作中需要的物理参数。采用AVL TYCON软件建立了发动机配气机构运动学和动力学模型,计算分析表明所研究对象进气门丰满系数偏低,进气凸轮与挺柱接触应力偏大,排气凸轮与挺柱接触应力偏大,排气凸轮与挺柱间润滑效果不佳。(2)针对这些问题提出了配气凸轮型线改进设计的措施和途径。在保证排气凸轮与挺柱间润滑效果的基础上以提高进气门丰满系数为动态优化设计的目标函数,采用极小优化方法,建立动态优化设计模型。(3)对比实际数据验证模拟计算的有效性以及优化设计的可行性。提出了验证模拟计算可行性及优化设计的有效性的原理及方法。进而阐述了验证过程中的凸轮磨损试验的原理、过程及结果分析。最终通过对比理论计算值与实测值得出结论:仿真计算方法是可行的,优化设计方法也是有效的。