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唆使机配气机构的凸轮线性打算

发布人:admin 时间:2020-02-07 浏览量:[field:click/]次

  带头机配气机构的凸轮线性计划_呆滞/仪表_工程科技_专业原料。2016Vo1.48No.1 林 业 科 技 情 报 发 动 机 配 气 机 构 的 凸轮 线 性 设 计 朱礼 贵 (黑龙 江 东方 学院 ) [摘 要 ] 每 一个凸轮 所对应

  2016Vo1.48No.1 林 业 科 技 情 报 发 动 机 配 气 机 构 的 凸轮 线 性 设 计 朱礼 贵 (黑龙 江 东方 学院 ) [摘 要 ] 每 一个凸轮 所对应 的气 门升程及 开闭韶华都有 己方的运动次序 ,而该运动次序首要 由凸轮的表廓 弧线决计 ,这直 接影响而且决计着一款带头机的经济性与动力性。 所以 ,正在 能源告急 日益厉 重且汽 车保 有量云云 广大的 当今 期间 ,发 动机上 任何一个零部件的优化矫正 ,都 或许对 全天下 的技 术进 步有首要 的影响。本 文通过对 凸轮 的缓 冲段 及事务段 的线性计划 ,旨 正在到达提 高带头机充 气效用 ,改革 汽车排 气质地的 目标。 [枢纽词 ] 配气机 构 ;凸轮 ;缓 冲段 弧线计划 ;事务段 弧线计划 Cam DesignOfValveTrainForEngine ZhuLigui (HeilongjiangDongfangCollege) Abstract:Correspondingtoeachofacamofvalvelif tandopening,theclosingtimeisthemotionlawandtherules ofthemovementwhichismainlydecidedbythecontourofthecamcurve.Itdirectlydeterminestheengineofecon— omyandpower.Intoday ̄eraofenergy,thecrisisisincreasinglyseriousandcarownershipisSOhugeandtheop— tim izationofanypartoftheengineimprovem entsthatmayhaveanim portantim pactontheworld"stechnological progress. Inthispaper,throughthedesignofthebuffersectionandtheworkingsectionofthesam ,thepurposeis toimprovetheef i ciencyoftheengineinf lationandimprovingthequalityoftheautomobileexhaustisachieved. Keywords:Valvetrain;cam ;buffercurvedesign;workingcurvedesign 凸轮举动带头机配气机构的首要零部件 ,首要 命 ,保 证 了通盘 机构 的可 靠性 与巩固 性 。依照 以往 从 两个 方 面来影 响发 动机 的职能 :一 方面 是气 门的 的测验 经 验 可 以知 晓 ,气 门 的落 座 速 度 如 果 超 过 开 闭 功夫 ;另一 方面 是气 门 的升 程及 包角 等表 形参 0.5nr/s时 ,铸铁材 质 的气 门更 容 易被损 坏j。 数 。 精良 的凸轮 表廓 尺寸 可 以确保 发 动机 正在更 大 的 转 速范 围 内具 有 精良 的充气 效用 ,同时还 能满 足发 动机正在 大 多半工 况下 的牢靠 事务状 态 。 因为 电控 技 术的 日趋完备 ,气门正时以及可变气门正时均 由计 算机经由正确的企图后切确掌握 ,以是针看待凸轮 的表廓 线性设 计 ,以气 门升 程为 主 。凸轮 的升程 一 般 由两 部 分 组 成 ,一 是 缓 冲 段 弧线 ,二 是 工 作 段 弧线 。 缓 冲段 弧线 分为前 后 两个部 分 ,分散决 定着 气 门的升 程初始 阶段 以及 落座 最终 阶段 。正在初 始 阶段 内 ,凸轮缓 冲前段 弧线 正在给气 门一 个初 始加 速率 的 同时也正在帮帮配气机构祛除气 门间隙 ,倘若加快率 过大,会对通盘传动机构变成冲锋 ,容易变成气门 的损坏;凸轮缓 冲后段弧线能够消浸气门的落座速 工 作段 弧线 真正 决计 着气 门升程 的大 幼及气 门 开启的连续韶华。然而并不是气 门升程越大 ,气 门 开启韶华越长 ,充气效用就会越高 ,带头机的动力 性 就会 越好 。随 着发 动机转 速 的下 降 ,气 缸 内新 鲜 充 量 的 回溯 景色也 越加 的 显然一 ,所 以可 见正在 低 转 速时 必要较 幼 的气 门升程 和较 短 的开启 韶华 ,而 正在 高转 速 时 需 要 较 大 的 气 门 升 程 和 较 长 的 开 启 韶华 。 1 缓 冲段 弧线设 计 为使 气 门有较 疾 的开启 速率 而落座 时 的最终速 度不至于损坏机构 ,能够将缓冲前段与缓 冲后段曲 线的包角计划的不相 同,使缓冲前段 弧线 的包角较 幼然后段 较大。缓 冲前、后 段 包角 ,缓 冲前、 度 ,减 少 机 构 间 的 冲 击 ,消浸 噪 音 ,延 长 使 用 寿 后 段 的高度 h。以及终 速 度。这 三个 基 本参 数 的选 林 业 科 技 情 报 2016Vo1.48No.1 择 直接 影 响着 凸轮缓 冲段 弧线 的设 计 。三者合 系的 一 般表 达式 如下 : () =C日× 当 0≤ ≤ h() =Eo+E1X 当 < ≤o (1) h()=2×C口× h():E 当 0≤ ≤ 当 < ≤o (2) ”()=2×CB 当 0≤ ≤ h”:0 当 < ≤o (3) 式 中 C、 、E是 常数 。 对 于 拣选 缓 冲前 、后 段 的实 际 高度 h,正在 三 个根基 参 数 中是 最 为重 要 的。而正在 拣选 的过 程 当 中 有一点 是 务必 要考 虑到 的 ,那 即是 配 气机构 的 弹性 变形 量 。正在表面 分 析 的进程 中 ,咱们 时时忽 略 掉这 个布局 件 的 弹性变 形 ,认 为其 均 为刚 性件 。也就 是 咱们以为缓 冲前段的高度等于气门间隙即可,就可 以使缓 冲前段终 点 与气 门开启 点重 合 。然而 正在实 际 工 作过 程 中并 非 这 样 ,当 气 门 间 隙 刚 刚 消 除 的 时 候 ,气 门并不会急忙翻开,向来到气门受到的向下 的效率 力 大 于 向 上 的 作 用 总 力 之 时 ,气 门 才 会 开 启 。这 里所 指 的 向上 的作 用 总力 包括所 有传 动件 的 内力 ,弹 簧预 紧力 ,而其 中燃 气压 力 远远 大于 其他 的作 使劲 。对 于进 气 门可 以忽 略这 一 片面作 用 力 。 表 1 理 论 所 需 缓 冲 段 高 度 和 气 门导 套之 间 的间 隙变成 的摆 动所需 的缓 冲段高 度 ,其计 算公 式如 下 : Ah: 生 .D (6) 式 中 : 为气 门导管 长度 ;B为气 门头部 至气 门 导管 的距 离 ;C为气 门头 部 半 径 ;D 为 气 门 杆 与气 门导管 之 间的最大 径 向间 隙 ;a 为气 门锥角 。 2 工 作段 弧线 的计划 再设 计 中,高次方 凸轮 是行使 较 为普通 的一 种 适合高速带头机 的企图方 法],所 以本计划采用 非 对称 的 高次方 弧线 。 升 程 弧线+Cp·p+c。· +c,· + (7) 速 度 弧线 : ( ) : 一 c。·P - 一 一 c ·g · ~ 一 C·r · 一 C·s· 加 速率 弧线) ( ) = Cp 。P + 。q ‘q ’(q 一 1)。 一 + c‘r‘ (r一1)· 一+c·s· 一 (9) 式 中 :P、g、S、r —— 正整 数幂指 数 ; Cp、c。、c,、c—— 待定 常数 。 表 2 缓 冲段 弧线 事务段 弧线参数 看待缓冲前段 : 。≥ c+r __2o (4) 看待缓冲后段 : ‰ ≥ c+ +△ (5) 式中:C为气 门间隙;F。为弹簧预紧力 ;Ko为 配气 体系 的总刚 度 :△ 为积蓄 缓 冲后 段 因为气 门 2.1 凸轮 型线 的丰 满 系数 为了便于 对照不 同事务段效率角 (事务段初 始点到气门升程 最高点 )与不 同的气 门升程 配合 对充气 效用 的影 响 ,还 会常 常参 考饱满 系数 。所 谓 的饱满 系数 即是 事务 段 的升 程 弧线所 围成 的面积 与 以 凸轮 的最大升 程 为长边 ,气 门从合 闭到 升程最 大 2016Vo1.48No.1 林 业 科 技 情 报 由图 2可 见 ,△为 凸轮 转 角该 变 量 ,接 触 点 正在 凸轮上 由点 F 移 到 F。 (正在 图 中的 F:与 F重 合)时,△ =△即为通过 F和 F’的两条轮廓 切线 之 间的夹角 所以 为 : ds as d 。 ds 按界说曲率半径 P:,故塞=P‘。 的连续 时 间为短 边所 围成 的矩 形 的 面积 的 比值]。 计 算公 式如 下 : , Iy(Ot) 于是 =塞一塞=·一箸·鲁= (p — y)’ , 则 Vrc= (r0+y)’top—Y”= r0+Y 即凸轮 轮廓 的 曲率 半径 P =I"0+Y+Y 式 中 :O/为 事务 段 的作 用 角 。 式中 Y”为凸轮的几何加快率。 也 即是说 表面 上 凸轮 的最佳形 状 为矩形 ,即气 2。3 理 论 所 需 垫 片 直径 门方才 开启 即 为 最 大 气 门升 程 ,而 气 门需 要 合 闭 时 ,气门升程从最大刹时变为零 ,气门的行走轨迹 为 矩形 。然而 正在实 际 的进程 当 中 ,气 门 的开 启 与合 闭 ,务必 效力 肯定 的渐变 进程 ,这 一过 程越接 近 于 矩形 ,进排气效用越高 ,据统计 ,高速带头机 的丰 满系数日常正在 0.55—0.62之间。 表 4 凸轮 型 线 凸轮 表廓 的 曲率半径 I圭l3 接触 点 的移 动 设 平 底 挺 柱 和 凸轮 的接 触 点 正在 挺 柱 表 面上 为 F ,正在 凸轮表 面上 为 F,则挺 柱速 度 就 是 F点 绝对速率 ,应等于 F点的速率 和 F对 F点的相 对速率 向量和。即=手,而,=to9。cc,一 代表凸轮轴的角速率;带人公式得: :孕, w c Ⅱ 0 【 表 5 图2 凸轮余挺住 的相对滑移 凸轮 轮 廓 的 最 幼 曲 率 半径 而 (单元为 mm/rad)是挺住速率 y。所以评释  ̄l,ol 平底挺 住 与凸轮 轴接 触点 对 于 核心线 的 偏移 距 离 e 的数值等于挺住速率 的数值。 从 图 3可 见 , 由速 度 三 角 形 与 AOFE 的相 似 凸轮 与挺 柱 的接触 点正在 凸轮表 面 上的移 动速 度 拿与正在挺柱上的转移速率 掌之差,即是挺柱与凸 at clt 轮 的相对 滑移 速率 。 合 系可 得 出I/ : ;而 ,:,.∞则 : F— r ‘ ‘ (r0+y)·to ,此值为挺柱相看待凸轮的滑动速率 , 方 向见 图 3。 正在上升阶段 ,挺柱速率 最初 由零起源逐 渐加 林 业 科 技 情 报 2016Vo1.48No.1 大 ,直达到 到一个极值 Y , 的 极 半 径 为 P = 到 最大 ,然 后速 度开 始逐 渐减 幼 ,到挺 柱升 到顶 点 时,其速率降到零。同样的旨趣 ,正在挺柱低落阶段 也 会 显露一 个 瞬时 最 幼 速 度 Yi。对 应 于 Y 有 最 大 的接触 点偏 移 e 。 只要平底 挺 柱 的底 面直 径 D≥ 2e ,并 保 证 e最大 时 ,挺 柱 能 与 凸轮 全 宽 √‘y)+(ro+Y1) 3 结论 本设 计从 两个 大方 面 ,四个幼方 面入手 ,设 计 出一款 凸 轮 表 廓 结 构 。计 算 出 了 各 部 位 的 主 要 尺 寸 。正在设 计 中得 出以下结 论 : 接 触 。 即 (1) 探求 到整 个 传 动 机 构 正在 高 速 工 作 的过 程 D≥2√e +(0.5b+s) 式 中 b为 凸 轮 全 宽 ;s为 凸轮 中 间 断 面 对 挺 柱 核心线 的偏移 。 此偏移 的计划首要是为了使平底挺柱绕 自己 中 心线动弹 ,正在摩擦力 的效率下磨损 对照匀称。同时 也能够依照此道理验算带头机 的垫片直径。 表 6 理 论 垫 片 直 径 凸轮轴宽度 W(mm) 凸轮 核心 与垫片 核心偏疼距 s(mm) 凸轮最大偏移 e (mm) 12.5 0.5 9 中会 受 到很 大 的惯 性力 以及 带头机 的震 动影 响 ,凸 轮 与气 门的 实质运 动会 与企图 结果 发作 过失 ,对此 正在接下来的仿真等合头应谨慎增加合联影响因子 , 而 且可 以看 出带头 机轻 量化 以及更 高 的强度是 极 为 重 要 的。 (2) 正在整 个 凸 轮 轮 廓 的设 计 中 ,工 作 段 弧线 直 接影 响气 门 的运 动次序 ,其 轮廓 弧线 实在定 是本 计划 的难 点 。 参 考文 献 [1] 臧 杰 ,阎岩 . 汽 车 构 造 . 北 京 :机 械 工 业 出 表面所需 的垫片直径 (mm) 29.45 版 社 ,2009. 2.4 凸轮 轮 廓 的极 坐标 直 接加 工或 操纵 极坐 标轴 加工 是 凸轮加 工 的两 种 首要 途径 ,但 是 考 虑 到 造 造 凸轮 毛坯 时 也需 要操纵极坐标轴的举措 ,以是本计划操纵极坐标轴 的举措 对各 项数 据 进 行 定 位 。从 图 4中可 以看 出 , 当凸轮转角的升程为 a时 ,挺柱速率 Y的数值就 等 同 于平 底 挺柱 与 凸轮接触 点 相对 于 核心线 的偏移 距 离 e的数值 。 [2] 刘 刚.发 动 机 配 气机 构 及 链 传 动 系动 力 学 分 析及 性 能优化 . [出书社 不祥 ],2009. [3] 崔淑 华 ,刘 功 兴 .燃 用 乙醇 汽 油 发 动 机 空燃 比控 造研 究 [J]. 丛林 工程 ,2015,31 (1): 75 —771. [4]余凤博 ,何 永明,邓红星 ,等.保 温式带头 机预热 体系测验研 究 [J].丛林 工程 ,2015, 3l (5):86—90. [5] 邵新 家. 氧传 感器 与三 元催 化 工 况判辨 [J]. 林业科技谍报 ,2013(4):131—133. [6] 周渡 ,王 永江. 机 动 车驾驶 与 节 能减排 [J]. 林业科 技 谍报 ,2013 (4):136—137. [7]机 械设 计手 册 编委 会. 呆滞 设 计 手 册 第三 卷 , 第三 版. 北京 :呆滞 工业 出书社 ,2004. [8]呆滞 设 计手 册编 委 会. 呆滞 设 计 手册 第一 卷 , 图 4 凸轮轮廓 则实质转角为 时的 值。 e 。 ~ 增 第三版 . 北京 :呆滞 .z-_,lk出书社 ,2004. [9]刘刚.发 动机 配气机构及链传动 体系动 力学 分 析 及 性 能 优 化. 上 海 : 上 海 交 通 大 学 ,2009. [10]夏金 良.471QL带头机 配气机构设 计研 究. P= 了 = 哈 尔滨 :哈 尔滨工程 大 学 ,2006. 来 稿 日期 :2016—01—08

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