高速汽油機(jī)凸輪搖臂接觸載荷實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展和消費(fèi)者對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，工業(yè)產(chǎn)品正在向著高速重載的方向發(fā)展。隨著汽車保有量的急速提升以及內(nèi)燃機(jī)的廣泛使用，我們對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的要求也在向這個(gè)方向發(fā)展。配氣機(jī)構(gòu)作為內(nèi)燃機(jī)的重要組成部分，在內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的過程中總是被放在一個(gè)首要的位置。由于工作環(huán)境惡劣且工作強(qiáng)度大，內(nèi)燃機(jī)在往高速重載方向發(fā)展的道路上，配氣機(jī)構(gòu)中的凸輪—搖臂副在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的工作性能和工作情況必須得到足夠的重視和研究。
　　本文是以配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)

2、，做出了關(guān)于汽油機(jī)在高速工作狀態(tài)下凸輪—搖臂副的接觸載荷、接觸應(yīng)力以及潤(rùn)滑狀態(tài)的研究。首先，對(duì)試驗(yàn)機(jī)凸輪軸上凸輪進(jìn)行型線數(shù)據(jù)測(cè)算。然后，搭建配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)臺(tái)用以測(cè)得運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。最后，以測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過理論計(jì)算的方法求解凸輪—搖臂副的接觸載荷，再進(jìn)一步求解了凸輪—搖臂副的接觸應(yīng)力和最小油膜厚度。主要研究工作及結(jié)論如下：
　?。?）搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，使用千分表測(cè)出了凸輪的凸輪型線數(shù)據(jù)。再在試驗(yàn)機(jī)的氣門、搖臂等零件

3、上加裝傳感器后，進(jìn)行配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)。在配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中，我們可以得到諸如氣門加速度，搖臂載荷，凸輪型線，搖臂剛度等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為后續(xù)的計(jì)算和仿真建模提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　（2）由于直接對(duì)于汽油機(jī)凸輪載荷的測(cè)量十分困難，本文以實(shí)驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與動(dòng)力學(xué)特性為基礎(chǔ)，提出了一種間接計(jì)算凸輪載荷的方法。同時(shí)又使用了ADAMS軟件對(duì)配氣系統(tǒng)進(jìn)行剛?cè)狁詈辖：头抡妫瑥亩?jì)算出了凸輪和滾子間的接觸載荷。通過計(jì)算結(jié)果的對(duì)比，分析了不同

4、轉(zhuǎn)速下凸輪的載荷峰值位置變化的問題。
　　（3）根據(jù)赫茲接觸理論，以及前述所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出了凸輪在三種轉(zhuǎn)速狀態(tài)下的應(yīng)力變化圖譜，分析了凸輪轉(zhuǎn)角位置和凸輪轉(zhuǎn)速對(duì)于凸輪接觸應(yīng)力變化的影響。根據(jù)等溫彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論，計(jì)算了凸輪—搖臂副在額定轉(zhuǎn)速下的最小油膜厚度和膜厚比，并通過溫度影響因子的計(jì)算修正了最終結(jié)果使之更符合實(shí)際工況測(cè)量值。
　　本文著重研究了高速汽油機(jī)凸輪—搖臂副在額定狀況下，凸輪搖臂間的最小油膜厚度在凸輪各角