毕业设计论文156发动机配气机构的设计.docx

《毕业设计论文156发动机配气机构的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文156发动机配气机构的设计.docx（40页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、编号题目156发动机配气机构设计二级学院专业班级学生姓名学号指导教师职称时间摘要IAbstractI1第1章绪论11. 1引言11.2 机构研究现状和发展趋势21.2 .1研究现状21.3 .2发展趋势61.3 小结7第2章配气机构重要零部件的设计82.1 凸轮机构运动学和凸轮型线的设计82.1.1 凸轮形线设计82.1.2 凸轮缓冲段的设计132.2 气门组设计162.2.1气门的设计162.2.2气门座圈的设计202. 2.3气门导管的设计212.3配气机构中的驱动件设计222.3.1 凸轮轴的设计222.3.2 252.3.3 气门弹簧设计252.4小结29第3章重点零部件校核303.

2、1气门弹簧校核303. 1.1工作极限切应力计算303. 1.2疲劳强度校核303.2 凸轮校核313.3 凸轮轴校核333 .3.1强度校核334 .3.2刚度校核333.4 小结34第4章总结35致谢36参考文献37摘要配气机构作为内燃机的重要组成部分之一，其功用是按照内燃机的工作顺序和工作循环要求，控制各缸进、排气门的开启和关闭，从而使新气进入气缸，废气排出。配气机构的设计是否合理，对发动机的动力性、经济性、排放性、可靠性和耐久性的好坏有着重要的影响。因为当今世界人类的生活水平的提高，对环境保护和可持续发展的关注度也在不断上升，所以汽车和摩托车必须将低能耗和低污染作为发展的目标。本次设计

3、的重点就在于通过对凸轮外形、气门、气门弹簧、凸轮轴等配气机构的重点零部件设计和配气正时的选定，并画出各零件图和整个机构的装配图。在设计中也要着重考虑对机构的振动和噪声进行控制。关键词：配气机构零件图振动噪声AbstractVa1veinterna1combustionengineasanimportantoneofthecomponents,Itsfunctionistoworkinaccordancewiththeorderoftheinterna1combustionengineanddutycyc1erequirements,contro1ofeachcy1inderin1etandex

4、haustva1vesopenandc1ose,a11owingfreshairintothecy1inder,exhaustemissions.Va1vemechanismdesignisreasonab1e,power,economy,emissions,re1iabi1ityanddurabi1ityoftheengineisgoodorbadhasasignificantimpact.Duetotherequirementsofenvironmenta1protectionandsustainab1ehumandeve1opment,1owenergyconsumptionand1ow

5、po11utionhasbecomeacar,motorcyc1eandenginedeve1opmentgoa1s,thefocusofthisdesignisthatthroughthecamprofi1es,va1ves,va1vesprings,camshaftandotherva1vetrainKeycomponentstodesignandva1vetimingse1ected,anddraweachpartandassemb1ydrawingsoftheentireorganization.Importantconsiderationinthedesignbuta1sothevi

6、brationandnoisecontro1mechanism.Keywords:Va1veinterna1combustionenginesparevibrationnoise第1章绪论1.1引言在不断攀升的油价和不断恶化的城市交通状况的双重压力之下，汽车在城市中作为代步工具的弊端逐渐显现，也不断有一些人开始考虑其他的一些交通工具。拥挤的公交地铁，骑自行车的辛苦以及电动车电量的问题，都无法让人满意。这时候摩托车的优势就得到了显现，它具有便利性，节能环保，有效缓解交通拥挤的优势获得更多人青睐。同时，摩托车在农村山区也存在极大的市场。发动机作为摩托车的心脏，是一台摩托车好坏的关键。配气机构是摩托

7、车发动机的重要构成部分之一，配气机构通过定时关闭和开启各缸的进、排气门，使新气进入气缸，废气从气缸排出，来满足发动机正常工作的的工作循环和工作顺序的要求。配气机构设计的是否合理关系到发动机的动力性、经济性、排放性、可靠性和耐久性的好坏。因为当今世界人类的生活水平的提高，对环境保护和可持续发展的关注度也在不断上升，所以汽车和摩托车必须将低能耗和低污染作为发展的目标，这就要求发动机在保证拥有良好的动力性时，同时又要降低油耗满足国家相关排放法律的规定。其次，配气机构要想具有良好的动力特性，首先要具有较小的重量和较高的刚度。由于配气机构的总体布局影响发动机的整体设计，配气机构零部件的设计对内燃机的动力

8、性及可靠性影响较大。因此，配气机构设计的好坏对内燃机工作性能的影响很大。同时，内燃机凸轮轴的高速旋转和气门的高速往复运动，因此配气机构也是内燃机噪声的主要来源之一。现代内燃机设计具体要求：a.内燃机的气缸要保证有良好的换气质量，进气量尽可能大，排气尽量干净。b.动力性要良好，工作平稳可靠，噪声低。c.结构紧凑。d.磨损小，使用寿命长。e.结构简单，便于调整。12机构研究现状和发展趋势1.2.1研究现状一般来说，凸轮轴的安装位置不同，可以将发动机区分为上、中、下三种形式；如下图1.2.11；另外，气门驱动方式不同，又可以将配气机构分为直接驱动、摆臂驱动和摇臂驱动三种不同类型。对于摩托车的配气机构

9、，四冲程摩托车采用气门式配气机构，气门式配气机构分侧置气门式、顶置气门式、顶置凸轮轴式和双凸轮轴式4种。在当前配气机构的发展应用或者研究的方向里，以下几种配气机构的形式较为广泛：配气机构的凸轮轴顶置结构，配气机构采用多气门的方式，采用可变正时的配气机构，采用无凸轮驱动的配气机构，采用液压挺柱的配气机构。图1.2.111)配气机构的凸轮轴顶置结构配气机构的凸轮轴顶置结构是指将配气机构的凸轮轴放置在气缸盖内的结构形式。这种结构形式和凸轮轴下置、中置两种结构相比较，会显得更加复杂。但是，由于它使用的构件相比下要少，从反面来说又让它拥有更加紧凑的机构形式，表现出更加出色的高速平顺性。这类凸轮轴顶置的发

10、动机配气机构形式中，没有使用较长的推杆，减少了运动构件，传动路径变短，就让结构得到了极大地简化。并且，在配气机构的传动效率得到提高的同时，还有效地降低了发动机在高速运转的情况下所产生的振动噪声。易车网图1.2.122）配气机构采用多气门的方式与传统的配气机构机构形式相比，如果发动机的排量达到在一定量时，配气机构采用多个气门的方式，在增大了气流通过气门的面积的同时，也极大地增加了充气系数，气缸的扫气也得到改善。因此，和采用传统结构的配气形式相比，这类发动机在相同的时间内，能够吸进更多的新鲜气体。从而使发动机的功率得到提高，极大地降低发动机的燃油消耗，非常明显地减轻废气排放造成的污染，改善了发动机

11、的经济性能。它采用喷油嘴居中的布局方式，能够使油孔的约束更加均匀，使燃油和空气得到更加充分的混合。在现阶段多气门发动机配气机构结构当中，采用四气门的技术得到更多的运用。如图图1.2.13所示。3）采用可变正时的配气机构采用可变正时的配气机构，它能够根据发动机在运转过程中所遇到的工况不同对气门驱动机构进行调整，从而达到改变发动机的配气相位的目的，使发动机配气机构的气门升程更加接近理想的升程规律，不仅达到了提高内燃机的功率，而且还降低了内燃机的燃油消耗和排放。采用可变正时的配气机构，通过对内燃机的构件在换气过程的调节和控制，当发动机在低转速下运行时，配气相位中的相位重叠角变小，反向倒流进进气歧管的

12、废气量得到减少，另外，进入气缸的新鲜气体未被利用就排出的可能性得到降低。保证了发动机在低速和中速的工作状况下有了可观的换气能力，减少了燃油耗损。在转速较高的情况下，配气相位的相位重叠角增大，能使废气更加彻底的被排出，得到更加充分的进气，增加了充气效率，提高了发动机的功率。如图12.14所示。四气厂!式图1.2.13图1.2.144）采用无凸轮驱动的配气机构采用无凸轮驱动的配气机构，它是采用控制电液，在任何工作状况下，都能够对气门进行完全独立、连续和准确有效的控制。与配气机构的传统凸轮轴式结构相比较，这一类无凸轮驱动的配气机构结构形式中的气门在工作时受到电液额定的控制。这类发动机能够在任意循环过

13、程中气门在什么位置开启，开启的持续时间多久。气门的升程大小和气门开启的时间等都是能够独立存在互不影响的，所以在当今众多的新技术中能够获得大家的青睐。从另一个角度讲，拥有这类机构配气机构的发动机的气门在运行时能够根据工况的变化时刻调整运行参数，使各项参数都达到最优值，使发动机整体达到优化燃油经济性和提高发动机动力性的目的，同时，也减少了发动机对环境的污染。但是，现在这种无凸轮驱动的配气机构本身也具有缺点，它的反应有迟缓，不具有很高的瞬态响应特性，因此，这类配气机构也还处于一种研发阶段，距离广泛的应用还需要更多的开发研究。如图图1.2.15所示，无凸轮电液驱动配气机构原理图。低压单向阀IOW-Pr

14、C1IMUrecheckva1vehigh-pressurecheckva1ve高压源high-pressuresource低压源Iow-pressuresource图1.2.15低压电磁阀1ow-preasuree1ectromagnetic宓压单向烟高压电磁阀high-pressuree1ectromagnetic5）采用液压挺柱的配气机构当发动机在未工作状态即冷态并且气门在关闭的位置时，气门和传动构件之间的间隙叫做气门间隙。发动机在工作状况下，可能会由于气门和传动件因受热而发生膨胀，从而将气门顶开，让气门关闭不严，造成漏气的现象发生，从而影响发动机的性能,气门间隙作为缓冲段，就是为了防止

15、这种现象的发生而设计的。和其他的配气机构类型相比较，这类采用液压挺柱的配气机构，就不需要有气门间隙，液压机构自身的机构特性就可以弥补配气机构中的各构件因受热膨胀所产生的变形，少了气门间隙，配气机构的整体振动和噪声都得到了很大的改善。如图图12.16所示。在当前，这一类采用液压挺柱的配气机构成为了新的发展方向。但是它也存在一些缺点，成本高，机构之间相互机构比较复杂，而且,在高速发动机里运用的时候，对油液的要求较高，从而会使气门受到液压挺柱的油液压力过大而产生气门关闭不严的现象发生。图1.2.161.2.2发展趋势有关未来配气机构技术的发展方向，将会向着配气相位、气门升程、进排气管都可变的全方位的可变技术以及无凸轮轴的可变配气机构这两个方向发展。全可变配气机构技术，能够有效的提高进气效率，改善燃烧的空燃比，使混合气的燃烧更加充分，还可使排气更加彻底，降低废气残余系数。另外，还能够减小汽油机的泵气损失，使发动机的动力性、经济性、排放性得到提高；无凸轮轴的可变气门机构则避免了凸轮型线的限制，使进排气门的控制能够随发动机工况的变化及时做出调整，从而提高发动机的性能。与此同时，减少发动机的噪声也是发展的方向之一。在发动机工