車用發(fā)動(dòng)機(jī)頂置凸輪配氣系統(tǒng)的研究.pdf

1、高速發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用搖臂式頂置凸輪配氣機(jī)構(gòu)。本文針對(duì)K157FMI型摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)搖臂式頂置凸輪配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入研究，對(duì)K157FMI型摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣凸輪進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣性能，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。 首先，根據(jù)原機(jī)凸輪升程數(shù)據(jù)，求取了氣門理論運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。由于搖臂式頂置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)的搖臂比是變化的，為提高計(jì)算精度，采取了三項(xiàng)措施：一是根據(jù)凸輪升程數(shù)據(jù)求取氣門理論升程數(shù)據(jù)并對(duì)該數(shù)

2、據(jù)進(jìn)行曲線擬合；二是將氣門升程曲線分為緩沖段和工作段分別進(jìn)行曲線擬合；三是采用了最優(yōu)化計(jì)算和最小二乘法相結(jié)合的計(jì)算方法對(duì)工作段進(jìn)行曲線擬合。計(jì)算表明，這種計(jì)算方法計(jì)算精度高，求取的氣門理論運(yùn)動(dòng)函數(shù)表達(dá)式對(duì)于分析氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪主要設(shè)計(jì)參數(shù)具有重要的參考價(jià)值，同時(shí)也為配氣凸輪的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了重要的設(shè)計(jì)依據(jù)。 其次，用高次多項(xiàng)式型線對(duì)配氣凸輪進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中把最大速度點(diǎn)和最大加速度點(diǎn)作為邊界條件，將其確定在理想的位置上，可

3、有效地控制加速度曲線的基本形狀和主要特征。這種高次多項(xiàng)式型線的新型設(shè)計(jì)方法計(jì)算簡便，可靈活地調(diào)整凸輪主要特征參數(shù)，并保持了整體式函數(shù)凸輪高階導(dǎo)數(shù)連續(xù)的優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算表明：這種新方法設(shè)計(jì)的凸輪型線在提高凸輪升程豐滿系數(shù)、改善配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性方面有明顯的效果。 再次，根據(jù)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論，對(duì)配氣凸輪在加工制造過程中產(chǎn)生的升程誤差進(jìn)行了分析和評(píng)定。以凸輪0°。基準(zhǔn)線位置X<,1>和0升程基準(zhǔn)線位置X<,2>為設(shè)計(jì)變量，以凸輪各實(shí)測點(diǎn)的升

4、程誤差R<,1>的平方和為目標(biāo)函數(shù)，建立最優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，用最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法分析配氣凸輪升程誤差。通過實(shí)際計(jì)算表明：與“敏感點(diǎn)法”相比，用最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法求取的凸輪升程誤差可準(zhǔn)確地反映凸輪輪廓形狀，將凸輪誤差精度最大可提高37．9﹪。這種配氣凸輪升程誤差分析方法具有簡便、可行和實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)準(zhǔn)確確定凸輪實(shí)際加工誤差具有重要意義。 最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了凸輪型線改進(jìn)設(shè)計(jì)后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣性能和動(dòng)力性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新開發(fā)的配氣凸