凸轮优化设计和配气机构的动力学分析

论文题目: 凸轮优化设计和配气机构的动力学分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 船舶与海洋工程

作者: 王迎新

导师: 段树林,于波

关键词: 配气凸轮机构设计,型凸轮,丰满系数,柴油机,转速变化,单质量弹簧动力学模型

文献来源: 大连海事大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文阐述了FB-Ⅱ型及MFB-Ⅱ型凸轮型线设计的主要步骤,根据配气正时及柴油机工作条件要求,合理选择缓冲段并优化工作段曲线的特性参数后,使用网格法进行优化设计计算。计算结果表明,FB-Ⅱ型及MFB-Ⅱ型凸轮,在满足对气门和挺柱速度、加速度、跃动度等要求的条件下,采用网格法对FB-Ⅱ凸轮优化,在保证具有良好的换气质量、较低的振动和噪声前提下,使之具有更大的丰满系数。针对传统的运动学计算不足以准确描述配气机构各零部件的运动规律,本文还利用单质量-弹簧动力学模型对装配有FB-Ⅱ型对称凸轮的下置凸轮轴式配气机构进行动力学计算。计算结果表明,在工作状态下,配气机构各个零部件会发生较大变形;当凸轮轴转速变化时,配气机构各相关特性参数也会发生相应的变化。MFB-Ⅱ型线凸轮对转速低于2000r/min的柴油机是一种比较理想的选择。

论文目录:

绪论

第1章 FB-II型及 MFB-II型凸轮的设计步骤

1．1 配气凸轮的主要设计准则及廓线坐标计算

1．1．1 配气的凸轮设计，应当遵循的主要准则

1．1．2 凸轮廓线坐标的计算

1．2 缓冲段的设计

1．2．1 余弦缓冲段

1．2．2 等加速-等速缓冲段

1．2．3 缓冲段基本参数的选取

1．3 基本段的设计

1．3．1 组合式

1．3．2 整体式

1．3．3 动力修正式

1．3．4 FB-II型及 MFB-II型凸轮

第2章 FB-II型及 MFB-II型配气凸轮优化设计

2．1 凸轮设计的限制条件

2．1．1 气门开启速度和落座速度

2．1．2 挺柱的正加速度宽度θ_1与配气机构自振一次所占凸轮转角T_α之比K

2．1．3 配气机构的刚度和自振频率

2．1．4 凸轮和挺柱接触应力的限制

2．2 FB-II型及 MFB-II型凸轮设计参数的选取原则

2．2．1 FB-II型凸轮

2．2．2 MFB-II型凸轮

2．3 FB-II型及 MFB-II型配气凸轮的最优化

2．3．1 最优化模型的约束条件和目标函数

2．3．2 最优化模型的网格法求解

2．4 MFB-II型凸轮优化设计实例

2．4．1 配气机构基本尺寸及参数

2．4．2 挺柱升程、速度和加速度、曲率半径等参数的计算输出

2．4．3 凸轮轮廓坐标计算和实际凸轮轮廓外形绘制

2．4．4 时面值及丰满系数

2．5 FB-II型与MFB-II型凸轮的比较

第3章非对称 FB-II型(或MFB-II型)凸轮

第4章单质量-弹簧动力学模型

4．1 模型的建立及微分方程

4．1．1 微分方程和初始条件

4．2 动力学计算必需的原始数据确定

4．2．1 计算起点α_0

4．2．2 燃气作用力F_g(α)

4．2．3 配气机构刚度c

4．2．4 集中质量M

4．2．5 阻尼系数b和b_p

4．2．6 弹簧刚度c

4．2．7 计算终点α_c

第5章转速变化对配气机构的影响

第6章气门间隙的变化对配气机构振动特性的影响

第7章结论

攻读学位期间公开发表的论文

致谢

参考文献

研究生履历

发布时间: 2005-10-13

参考文献

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