內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪軸徑向動(dòng)態(tài)特性優(yōu)化研究.pdf

1、配氣機(jī)構(gòu)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲是影響內(nèi)燃機(jī)NVH性能的重要因素，削弱配氣機(jī)構(gòu)的振動(dòng)和噪聲輻射是一個(gè)重要的研究課題。凸輪軸作為配氣機(jī)構(gòu)重要的零部件，起到定時(shí)開閉氣門的作用，凸輪軸徑向動(dòng)態(tài)特性對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性具有重要影響，所以有必要對(duì)內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪軸徑向動(dòng)態(tài)特性展開相關(guān)優(yōu)化研究工作。本文主要工作和結(jié)論如下：
　　設(shè)計(jì)搭建配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)臺(tái)架，在氣門盤面裝上三向加速度傳感器，在氣門桿上面架設(shè)激光位移傳感器，采集氣門動(dòng)態(tài)特

2、性信號(hào)。在搖臂氣門端貼上應(yīng)變片，采集搖臂氣門端載荷信號(hào)。設(shè)計(jì)靜態(tài)標(biāo)定試驗(yàn)，確立載荷與應(yīng)變電壓之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的凸輪型線測(cè)量實(shí)驗(yàn)，采集凸輪型線數(shù)據(jù)。
　　利用AVL軟件建立配氣機(jī)構(gòu)一維動(dòng)力學(xué)模型，分別利用實(shí)驗(yàn)測(cè)量和有限元計(jì)算方法確立模型的關(guān)鍵參數(shù)，系統(tǒng)的阻尼和零部件之間的摩擦系數(shù)采用軟件推薦的經(jīng)驗(yàn)值，將模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證明模型可以用于仿真計(jì)算分析。利用模型計(jì)算5個(gè)軸承的徑向受力，通過(guò)對(duì)比分析確立4號(hào)軸承作

3、為凸輪軸徑向動(dòng)態(tài)特性優(yōu)化研究對(duì)象。
　　利用一維動(dòng)力學(xué)模型，從軸承座寬度、軸承配合徑向相對(duì)間隙和潤(rùn)滑機(jī)油動(dòng)力粘度這3個(gè)方面展開凸輪軸徑向動(dòng)態(tài)特性優(yōu)化研究工作。增大潤(rùn)滑機(jī)油動(dòng)力粘度可以減小凸輪軸最大徑向跳動(dòng)位移和最大徑向振動(dòng)速度。內(nèi)燃機(jī)在中低速工況下運(yùn)行，增大潤(rùn)滑機(jī)油動(dòng)力粘度會(huì)增大軸承座最大徑向受力；在高速工況下運(yùn)行，增大潤(rùn)滑機(jī)油動(dòng)力粘度會(huì)減小軸承座最大徑向受力。增加軸承配合徑向間隙會(huì)增大凸輪軸最大徑向跳動(dòng)位移和最大徑向振動(dòng)速度。內(nèi)

4、燃機(jī)在中低速工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，由于不能形成良好的潤(rùn)滑條件，軸承配合徑向間隙越小，凸輪軸最大徑向受力越大；在高速工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，軸承配合間隙越大，凸輪軸徑向振動(dòng)越劇烈，凸輪軸最大徑向受力越大。增加軸承座寬度可以減小凸輪軸最大徑向跳動(dòng)位移和最大徑向振動(dòng)速度。內(nèi)燃機(jī)在中低速工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，增加軸承座寬度會(huì)增大軸承座徑向受力，但是在高速工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，增加軸承座寬度可以減小軸承座徑向受力。
　　通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)計(jì)算方案展開凸輪軸徑向動(dòng)態(tài)特性影響因素研究，我

5、們知道對(duì)凸輪軸最大徑向跳動(dòng)位移影響最大的是軸承配合徑向間隙，其次是軸承座寬度，影響最小的是潤(rùn)滑機(jī)油動(dòng)力粘度；對(duì)凸輪軸最大徑向振動(dòng)速度影響最大的是軸承座寬度，其次是潤(rùn)滑機(jī)油動(dòng)力粘度，影響最小的是軸承配合徑向間隙；對(duì)軸承座最大徑向受力影響最大的是軸承配合徑向間隙，其次是軸承座寬度，影響最小的是潤(rùn)滑機(jī)油動(dòng)力粘度。
　　基于正交試驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)優(yōu)化軸承座寬度、軸承座配合徑向相對(duì)間隙和潤(rùn)滑機(jī)油動(dòng)力粘度三個(gè)參數(shù)，新方案與原方案相比：最大徑向跳動(dòng)