大眾EA888 1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析（含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)）

大眾EA888 1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析（含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)）,大眾EA888,1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析（含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)）,大眾,群眾,ea888,發(fā)動(dòng)機(jī),機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì),分析,cad,圖紙,說(shuō)明書(shū),仿單 畢業(yè)設(shè)計(jì)（開(kāi)題報(bào)告） 上汽大眾EA888 1.8L 配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 《上汽大眾EA888 1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析》 開(kāi)題報(bào)告 一 選題背景及意義 1.1 配氣機(jī)構(gòu)迅速發(fā)展的原因： 目前，隨著人們生活水平的提高，汽車(chē)、摩托車(chē)日益成為人們生活當(dāng)中重要交通工具，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的需求量是越來(lái)越大，產(chǎn)品質(zhì)量要求是越來(lái)越高。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品與設(shè)備也日益向高速、高效、精密、輕量化和自動(dòng)化方向發(fā)展。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，對(duì)其工作性能的要求也越來(lái)越高，為使產(chǎn)品能夠安全可靠地工作，其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)必須具有良好的靜動(dòng)態(tài)特性。同時(shí)，設(shè)備在工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲，會(huì)損害操作者的身心健康，污染環(huán)境。因此必須對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，以滿足機(jī)械結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)態(tài)特性與低振動(dòng)、低噪聲的要求。這一切都要求工程師在設(shè)計(jì)階段就能精確的預(yù)測(cè)出產(chǎn)品或工程的技術(shù)性能，需要對(duì)結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)力強(qiáng)度以及溫度場(chǎng)等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。為了在工程應(yīng)用中節(jié)約成本、提高設(shè)計(jì)效率、縮短設(shè)計(jì)周期，很多廠家已經(jīng)把前期的軟件模擬作為檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成敗的一個(gè)關(guān)鍵步驟。 發(fā)動(dòng)機(jī)在車(chē)輛中是動(dòng)力部件，其性能直接影響車(chē)輛在使用中的工作狀況和可靠性。發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展向著大功率輕重量的方向發(fā)展，使得其剛度不斷減少，從而加劇了發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和結(jié)構(gòu)噪聲，這類振動(dòng)將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與分析，把動(dòng)態(tài)特性作為設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)。配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，經(jīng)常處在高溫、高壓下工作，因此氣門(mén)機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)最容易發(fā)生故障的零部件之一。而配氣機(jī)構(gòu)性能的好壞, 直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性, 并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲與振動(dòng)產(chǎn)生直接影響。而配氣機(jī)構(gòu)的主要零件氣門(mén)既是燃燒室的組成部分，又是氣體進(jìn)、出燃燒室的通道，工作時(shí)需承受很高的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，尤其是排氣門(mén)，由于經(jīng)常受到高溫燃?xì)獾臎_刷，從而更加容易產(chǎn)生漏氣、腐蝕與燒損等現(xiàn)象，工作條件也就更為嚴(yán)酷。其后果將影響氣缸內(nèi)的換氣質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致燃燒惡化，從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和可靠性。因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)，特別是氣門(mén)進(jìn)行深入研究是非常有必要的。 隨著發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化程度的不斷提高, 配氣機(jī)構(gòu)已經(jīng)成為發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要而且困難的環(huán)節(jié)。這不只是由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的急劇增長(zhǎng), 使機(jī)構(gòu)零件慣性力和振動(dòng)迅速提高,而且還由于發(fā)動(dòng)機(jī)平均有效壓力的增加。因此配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究已經(jīng)成為研究小型高速發(fā)動(dòng)機(jī)的重要課題。此外隨著發(fā)動(dòng)機(jī)低排放、高速化的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)其性能指標(biāo)要求越來(lái)越高，要求其在高速運(yùn)行的條件下仍然能夠平穩(wěn)、可靠地工作，因此對(duì)配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高。 1.2 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 配氣機(jī)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)要基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的使用環(huán)境，工作特點(diǎn)，燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的性能的要求，設(shè)計(jì)成本等多方面因素，配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如圖1.1。 圖1.1 配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 1.3 配氣機(jī)構(gòu)的種類： 配氣機(jī)構(gòu)是進(jìn)、排氣門(mén)的控制機(jī)構(gòu)，它按照氣缸的工作順序和工作過(guò)程的要求，準(zhǔn)時(shí)地開(kāi)閉進(jìn)、排氣門(mén)，向氣缸供給可燃混合氣并及時(shí)排出廢氣。另外，當(dāng)進(jìn)、排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，保證氣缸密封，進(jìn)飽排凈。新鮮空氣或可燃混合氣被吸入氣缸愈多，則發(fā)動(dòng)機(jī)可能發(fā)出的功率愈大。新鮮空氣或可燃混合氣充滿氣缸的程度。充氣效率越高，表明進(jìn)入氣缸的新氣越多，可燃混合氣燃燒時(shí)可能放出的熱量也就越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越大。 配氣機(jī)構(gòu)可從不同角度來(lái)分類。按氣門(mén)的布置分為氣門(mén)頂置和氣門(mén)側(cè)置式；按凸輪軸的布置位置分為下置式、中置式和上置式；按曲軸和凸輪軸的傳動(dòng)方式分為齒輪傳動(dòng)式、鏈條傳動(dòng)式和齒帶傳動(dòng)式；按每氣缸氣門(mén)數(shù)目分，有二氣門(mén)式和四氣門(mén)式等。 各式配氣機(jī)構(gòu)中，按其功用都可分為氣門(mén)組和氣門(mén)傳動(dòng)組兩大部分。氣門(mén)組包括氣門(mén)及與之相關(guān)聯(lián)的零件，其組成與配氣機(jī)構(gòu)的型式基本無(wú)關(guān)。氣門(mén)傳動(dòng)組、是從正時(shí)齒輪開(kāi)始至推動(dòng)氣門(mén)動(dòng)作的所有零件，其組成視配氣機(jī)構(gòu)的形式而有所不同，它的功用是定時(shí)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)使其開(kāi)閉。 進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都倒掛在氣缸蓋上。氣門(mén)組包括氣門(mén)、氣門(mén)導(dǎo)管、氣門(mén)座、彈簧座、氣門(mén)彈簧、鎖片等零件；氣門(mén)傳動(dòng)組一般由搖臂、搖臂軸、推桿、挺柱、凸輪軸和正時(shí)齒輪組成。 氣門(mén)頂置式配氣機(jī)構(gòu)的工作情況是：當(dāng)氣缸的工作循環(huán)需要將氣門(mén)打開(kāi)進(jìn)行換氣時(shí)，由曲軸通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)，使凸輪軸上的凸輪凸起部分通過(guò)挺柱、推桿、調(diào)整螺釘推動(dòng)搖臂擺轉(zhuǎn)，搖臂的另一端便向下推開(kāi)氣門(mén)，同時(shí)使彈簧進(jìn)一步壓縮。當(dāng)凸輪的凸起部分的頂點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)挺柱以后，便逐漸減小了對(duì)挺柱的推力，氣門(mén)在彈簧張力的作用下開(kāi)度逐漸減小，直至最后關(guān)閉。壓縮和做功行程中，氣門(mén)在彈簧張力的作用下嚴(yán)密關(guān)閉。 氣門(mén)頂置式配氣機(jī)構(gòu)根據(jù)凸輪軸的位置有以下三種型式： (1)凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)：凸輪軸裝在曲軸箱內(nèi)，直接由凸輪軸正時(shí)齒輪與曲軸正時(shí)齒輪相嚙合，由曲軸帶動(dòng)。氣門(mén)傳動(dòng)組包括上述全部零件，其應(yīng)用最為廣泛。 (2)凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu)：凸輪軸位于氣缸體的上部。為了減小氣門(mén)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量，對(duì)于高轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)，可將凸輪軸的位置移到氣缸體的上部，由凸輪軸經(jīng)過(guò)挺柱直接驅(qū)動(dòng)搖臂而省去推桿。該形式的配氣機(jī)構(gòu)因曲軸與凸輪軸的中心線距離較遠(yuǎn)，一般要在中間加入一個(gè)中間齒輪(惰輪)。 (3)凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)：凸輪軸布置在氣缸蓋上。凸輪軸直接通過(guò)搖臂來(lái)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)，沒(méi)有挺柱和推桿，使往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量大為減小，對(duì)凸輪軸和氣門(mén)彈簧的要求也最低，因此它適用于高速?gòu)?qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)。 凸輪軸下置式 凸輪軸中置式 凸輪軸頂置式 圖1.2 配氣結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 1.4 配氣機(jī)構(gòu)工作原理 圖1.3凸輪驅(qū)動(dòng)氣門(mén)開(kāi)閉 凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)凸輪的基圓部分與挺柱接觸時(shí)，挺柱不升高，挺柱以上的傳動(dòng)件不動(dòng)作，氣門(mén)是關(guān)閉的。當(dāng)凸輪的凸起部分與挺柱接觸時(shí)，便開(kāi)始將挺柱頂起，于是氣門(mén)被打開(kāi)。當(dāng)凸輪的最大凸起處與挺柱接觸時(shí)，氣門(mén)達(dá)到最大開(kāi)度。隨后，凸輪與挺柱接觸表面的凸起開(kāi)始逐漸變小，氣門(mén)在氣門(mén)彈簧的作用下開(kāi)始上升關(guān)閉，并反向推動(dòng)搖臂等傳動(dòng)桿件，使挺柱下移保持與凸輪接觸。當(dāng)凸輪凸起部分離開(kāi)挺柱時(shí)，氣門(mén)完全關(guān)閉。 二 國(guó)內(nèi)外配氣機(jī)構(gòu)技術(shù)研究現(xiàn)狀 2.1 現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)技術(shù)及技術(shù)特征： 2.1.1頂置凸輪軸技術(shù) 氣門(mén)－凸輪式配氣機(jī)構(gòu)具有保證氣缸密封性的優(yōu)點(diǎn)，尤其是進(jìn)排氣門(mén)能夠持久地保證燃燒室的密封性，四沖程內(nèi)燃機(jī)大多采用氣門(mén)—凸輪式配氣機(jī)構(gòu)。氣門(mén)—凸輪式配氣機(jī)構(gòu)按氣門(mén)布置分為側(cè)置氣門(mén)和頂置氣門(mén)機(jī)構(gòu)。頂置氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)，內(nèi)燃機(jī)的充氣系數(shù)較高，燃燒室比較緊湊，內(nèi)燃機(jī)有較好的性能指標(biāo)，是側(cè)置氣門(mén)機(jī)構(gòu)所不能達(dá)到的，故側(cè)置氣門(mén)機(jī)構(gòu)己被淘汰。頂置氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)又由凸輪軸的放置位置分成凸輪軸下置型和頂置凸輪軸型。絕大部分柴油機(jī)采用凸輪軸下置型，但這種機(jī)構(gòu)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生較大的慣性力和振動(dòng)及噪聲，消耗較大的動(dòng)力。目前的趨向是把凸輪軸放在氣門(mén)上方，省去了推桿、挺柱，稱頂置凸輪軸型（OHC）；還有些機(jī)構(gòu)將頂置凸輪軸放在氣門(mén)室罩里，凸輪直接作用于氣門(mén)上，這種機(jī)構(gòu)省去了搖臂，高速時(shí)氣門(mén)工作良好，零件慣性力極小，工作平穩(wěn)。頂置凸輪軸型（OHC）又可分成SOHC 型和DOHC 型。前者只用一根凸輪軸來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)、排氣門(mén)；而后者采用兩根凸輪軸來(lái)分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)、排氣門(mén)。這種結(jié)構(gòu)適用于進(jìn)、排氣門(mén)呈v 形排列的內(nèi)燃機(jī)。凸輪軸的傳動(dòng)類型有三種：正時(shí)齒輪傳動(dòng)、正時(shí)鏈輪傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)帶傳動(dòng)。其中，正時(shí)齒輪傳動(dòng)主要用于要求長(zhǎng)壽命和大載荷的內(nèi)燃機(jī)，如船用、商用車(chē)和賽車(chē)內(nèi)燃機(jī)；正時(shí)鏈輪傳動(dòng)，廣泛應(yīng)用于轎車(chē)內(nèi)燃機(jī)，一般來(lái)說(shuō)，它比正時(shí)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)噪音小：驅(qū)動(dòng)帶傳動(dòng)或齒形帶傳動(dòng)是最新出現(xiàn)的傳動(dòng)方式，主要用于頂置凸輪軸內(nèi)燃機(jī)上。 2.1.2多氣門(mén)技術(shù) 配氣機(jī)構(gòu)的最新發(fā)展是改善燃料經(jīng)濟(jì)性，其關(guān)鍵在于如何提供更多的新鮮空氣，多氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)很早就已經(jīng)出現(xiàn)了，但僅用于賽車(chē)，目的是減輕排氣門(mén)的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷，但并未能在內(nèi)燃機(jī)制造業(yè)得到推廣。意大利布加奇公司首先創(chuàng)出具有四個(gè)排氣門(mén)和一個(gè)進(jìn)氣門(mén)的內(nèi)燃機(jī)。促進(jìn)多氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)量迅速提高的原因在于自動(dòng)控制技術(shù)的快速發(fā)展和生產(chǎn)的工藝水平越來(lái)越高，可以充分發(fā)揮多氣門(mén)配氣方案的優(yōu)越性，保證內(nèi)燃機(jī)在整個(gè)負(fù)荷和速度范圍內(nèi)形成最佳混合氣，并適時(shí)適度送入氣缸。多氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)優(yōu)點(diǎn)很明顯，如圖2用2個(gè)進(jìn)氣門(mén)取代1個(gè)進(jìn)氣門(mén)，流通截面加大30%～35%以上，可大大改進(jìn)充氣系數(shù)。因此，多氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)可以提高功率。4氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)曲軸在中低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，扭矩一般比2氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)大10%～15%，高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)大10%～20%。多氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)不僅可以提高內(nèi)燃機(jī)功率，還可以降低燃油消耗，減少排污。據(jù)分析，4氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)燃油消耗比2氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)燃油消耗低6%～8%。 圖2.1 頂置凸輪多氣門(mén)技術(shù) 圖2.2可變氣門(mén)正時(shí)配氣機(jī)構(gòu) 2.1.3可變配氣定時(shí)及氣門(mén)升程技術(shù) 常規(guī)內(nèi)燃機(jī)配氣相位都是按內(nèi)燃機(jī)性能要求，通過(guò)試驗(yàn)確定某一轉(zhuǎn)速和負(fù)荷條件下較為適合的配氣相位，自然只達(dá)到一種轉(zhuǎn)速最為有利。然而為了在更大的曲軸轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提高功率指標(biāo)，降低燃料消耗，現(xiàn)代多氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)開(kāi)啟相位可以改變、升程也可以改變，稱作可變氣門(mén)運(yùn)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)（VVT）。通過(guò)這套機(jī)構(gòu)對(duì)配氣過(guò)程的調(diào)節(jié)和控制，低、中轉(zhuǎn)速時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度低，氣流動(dòng)力學(xué)特性差，因而要求“縮小”相位重疊角，以減少工作混合氣倒流，保證低、中轉(zhuǎn)速時(shí)扭矩曲線形狀較好，可顯著地降低燃油消耗率。在中高轉(zhuǎn)速時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度快，氣流動(dòng)力學(xué)特性好，因而要求“放大”相位重疊角，廢氣排放徹底，進(jìn)氣量充分，可相應(yīng)增加內(nèi)燃機(jī)扭矩。顯然，采用這一機(jī)構(gòu)，可提高內(nèi)燃機(jī)性能、降低污染、改善怠速性能?？勺兣錃饧夹g(shù)，從大類上分，包括可變氣門(mén)正時(shí)和可變氣門(mén)行程兩大類，有些發(fā)動(dòng)機(jī)只匹配可變氣門(mén)正時(shí)，如豐田的VVT-i 發(fā)動(dòng)機(jī)；有些發(fā)動(dòng)機(jī)只匹配了可變氣門(mén)行程，如本田的VTEC；有些發(fā)動(dòng)機(jī)既匹配的可變氣門(mén)正時(shí)又匹配的可變氣門(mén)行程，如豐田的VVTL-i，本田的i-VTEC，通過(guò)這套系統(tǒng)的控制，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠根據(jù)自身的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣調(diào)整。實(shí)現(xiàn)可變氣門(mén)技術(shù)有多種途徑，按照有無(wú)凸輪軸可分為基于凸輪軸的可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)和無(wú)凸輪軸的可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)2 類。傳統(tǒng)氣門(mén)控制技術(shù)都是由凸輪軸機(jī)械推動(dòng)的，電磁氣門(mén)控制技術(shù)采用由電磁驅(qū)動(dòng)的組件推動(dòng)氣門(mén)，根據(jù)ECU 需要進(jìn)行動(dòng)作，這也正是VTEC 等氣門(mén)控制技術(shù)追求的最高境界。 2.2 配氣機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 配氣機(jī)構(gòu)作為內(nèi)燃機(jī)的重要組成部分，其性能好壞對(duì)內(nèi)燃機(jī)的性能指標(biāo)有著很重要的影響。配氣機(jī)構(gòu)的作用是按照內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)與工作順序的要求，控制新鮮氣體及時(shí)地進(jìn)入氣缸，同時(shí)排除燃燒后的廢氣。一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能是否優(yōu)越，工作是否可靠，噪音與振動(dòng)能否控制在較低的限度，常常與其配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理有密切關(guān)系。設(shè)計(jì)合理的配氣機(jī)構(gòu)應(yīng)具有良好的換氣性能，進(jìn)氣充分，排氣徹底，即具有較大的時(shí)面值，泵氣損失小，配氣正時(shí)恰當(dāng)。與此同時(shí)，配氣機(jī)構(gòu)還應(yīng)具有良好的動(dòng)力性能，工作時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)和噪音較小，不發(fā)生強(qiáng)烈的沖擊磨損等現(xiàn)象，這就要求配氣機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件具有良好的運(yùn)動(dòng)加速度變化規(guī)律，以及合適的正、負(fù)加速度值。隨著汽車(chē)及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)配氣機(jī)構(gòu)也提出了更高的要求，其相關(guān)新技術(shù)也得到了發(fā)展。 隨著內(nèi)燃機(jī)高功率、高速化發(fā)展，人們對(duì)其性能指標(biāo)的要求更高，這給配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及制造工藝增加了難度。目前廣泛采用的是氣門(mén)－凸輪式配氣機(jī)構(gòu)，它具有保證氣缸密封性的優(yōu)點(diǎn)。配氣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容歸納起來(lái)主要有兩個(gè)方面，一方面是零部件的設(shè)計(jì)，包括凸輪型線，氣門(mén)搖臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，氣門(mén)彈簧及氣門(mén)等零部件的設(shè)計(jì)，其中又以凸輪型線的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，這是因?yàn)橥馆喿鳛檎麄€(gè)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件，它直接控制整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。另一方面是機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，而對(duì)于機(jī)構(gòu)動(dòng)力性能的研究，又主要集中在氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律上。國(guó)外對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的振動(dòng)模型、摩擦及配氣相位和可變氣門(mén)正時(shí)等的研究有一些報(bào)道。國(guó)內(nèi)也在致力于研究更精確的氣門(mén)振動(dòng)模型、凸輪挺柱副的動(dòng)力潤(rùn)滑、非對(duì)稱凸輪型線以及凸輪型線的擬合等問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：? （1）設(shè)計(jì)了許多性能優(yōu)良的凸輪型線；? （2）配氣機(jī)構(gòu)由剛性設(shè)計(jì)發(fā)展為彈性設(shè)計(jì)；? （3）由孤立研究凸輪設(shè)計(jì)發(fā)展到配氣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。? 內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪的研究已經(jīng)涉及到配氣機(jī)構(gòu)性能的各個(gè)方面，包括型線、挺柱的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、氣門(mén)振動(dòng)模型、挺柱與凸輪的接觸應(yīng)力、摩擦應(yīng)力等。在研究更精確的氣門(mén)振動(dòng)模型、凸輪挺柱副的動(dòng)力潤(rùn)滑、非對(duì)稱凸輪型線以及凸輪型線的擬合等方面上，國(guó)內(nèi)外都有很大的發(fā)展。 2.3 配氣機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì) 2.3.1配氣凸輪優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 配氣凸輪是影響配氣機(jī)構(gòu)工作狀況的關(guān)鍵零件，如何設(shè)計(jì)和加工出具有合理外形的凸輪軸是整個(gè)配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的問(wèn)題。對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)通過(guò)能力的要求，實(shí)際上是對(duì)由凸輪外形所決定的氣門(mén)位移規(guī)律的要求，氣門(mén)開(kāi)閉迅速就能增大時(shí)面值，但這將導(dǎo)致氣門(mén)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件的加速度和慣性負(fù)荷增大，沖擊、振動(dòng)加劇，機(jī)構(gòu)動(dòng)力特性變差。因此，對(duì)氣門(mén)通過(guò)能力的要求與機(jī)構(gòu)動(dòng)力特性的要求間存在一定矛盾，應(yīng)視所設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，如發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速、性能要求、配氣機(jī)構(gòu)剛度大小等，主要在凸輪外形設(shè)計(jì)中兼顧解決。配氣凸輪型線優(yōu)化設(shè)計(jì)的任務(wù)就是在確保配氣機(jī)構(gòu)能可靠工作的前提下尋求最佳的凸輪設(shè)計(jì)參數(shù)。凸輪型線的設(shè)計(jì)己從靜態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)發(fā)展到系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，圖2.3、圖2.4 分別為雙質(zhì)量運(yùn)動(dòng)學(xué)模型與多質(zhì)量動(dòng)力學(xué)模型。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)考慮配氣機(jī)構(gòu)的彈性變形，可更精確地描述配氣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和受力情況，并統(tǒng)一考慮機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)參數(shù)與凸輪型線，從而實(shí)現(xiàn)凸輪型線優(yōu)化設(shè)計(jì)。 圖2.3 簡(jiǎn)化閥系雙質(zhì)量運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 圖2.4 配氣機(jī)構(gòu)多自由度動(dòng)力學(xué)模型 2.3.2配氣機(jī)構(gòu)的優(yōu)化前景 從現(xiàn)階段研究方向來(lái)看，配氣機(jī)構(gòu)中氣門(mén)數(shù)目呈現(xiàn)多起門(mén)化，氣門(mén)及其他配氣機(jī)構(gòu)零件材料向著陶瓷方向發(fā)展，氣門(mén)彈簧的設(shè)計(jì)趨向于基于各種算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)；由于發(fā)動(dòng)機(jī)緊湊性的要求，氣門(mén)傳動(dòng)組的發(fā)展趨向于頂置凸輪軸式的發(fā)動(dòng)機(jī)；配氣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中，凸輪型線的設(shè)計(jì)正在從靜態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)步入到系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，而動(dòng)力學(xué)分析也從最初的單質(zhì)量動(dòng)力學(xué)研究發(fā)展到多質(zhì)量動(dòng)力學(xué)。 三 課題研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案 3.1研究?jī)?nèi)容 1、收集上汽大眾EA888 1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)相關(guān)文獻(xiàn)資料，并對(duì)其進(jìn)行整理分析； 2、根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合文獻(xiàn)資料進(jìn)行選型以及方案設(shè)計(jì)； 3、完成所有參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算并對(duì)作強(qiáng)度校核； 4、整理零件數(shù)據(jù)； 5、繪制相應(yīng)的零件圖，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)； 6、建總成三維模型，并對(duì)配氣機(jī)構(gòu)做仿真分析。 3.2實(shí)驗(yàn)方案 1.檢索文獻(xiàn)資料，市場(chǎng)調(diào)研，了解配氣機(jī)構(gòu)的開(kāi)發(fā)與使用情況； 2.進(jìn)行配氣機(jī)構(gòu)（凸輪、軸、氣門(mén)等）的結(jié)構(gòu)方案分析，確定該汽車(chē)配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式； 3.根據(jù)功能要求，進(jìn)行配氣機(jī)構(gòu)總體布置設(shè)計(jì)：根據(jù)性能要求，分析確定凸輪型線類型、凸輪的外形尺寸、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析和氣門(mén)彈簧的彈簧力，并進(jìn)行相關(guān)的性能分析計(jì)算； 4.根據(jù)配氣機(jī)構(gòu)總體布置設(shè)計(jì)的結(jié)果以及零件的功能與性能要求，進(jìn)行配氣機(jī)構(gòu)零件的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)； 5.根據(jù)配氣機(jī)構(gòu)零件圖，繪制配氣機(jī)構(gòu)裝配圖； 6. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。 四 本論文（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)及工作進(jìn)度? 4.1 目標(biāo) 具體來(lái)說(shuō)，為保證配氣機(jī)構(gòu)有良好的工作性能，需要滿足下列要求：? 1. 設(shè)置節(jié)氣門(mén)、進(jìn)氣管，使空氣進(jìn)入配氣機(jī)構(gòu)；? 2. 設(shè)置凸輪軸，按照發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的做工次序、各缸工作循環(huán)和配齊相位的要求，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉各缸進(jìn)、排氣門(mén)； 3. 設(shè)置排氣管，三元催化器，使發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣可以排出；? 4. 使發(fā)動(dòng)機(jī)有較高的充氣系數(shù)； 5. 具有良好的可靠性和耐久性；? 6. 振動(dòng)和噪聲小。 4.2 工作進(jìn)度安排 11月21日~ 1月11日：收集相關(guān)上汽大眾EA888 1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的技術(shù)資料，并對(duì)其整理分析； 1月12日 ~ 1月31日：據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)完成配氣機(jī)構(gòu)選型以及方案初步設(shè)計(jì)； 2月1日 ~ 2月20日：完成參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算并校核； 2月21日 ~ 3月1日：繪制總成裝配圖以及配氣機(jī)構(gòu)零件圖； 3月2日 ~ 3月11日：編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)； 3月12日 ~ 3月20日：完成論文初稿，并交系里老師中期檢查； 3月21日 ~ 4月15日：修改完善論文，完成二稿、終稿并交至系里檢查； 4月16日 ~ 4月21日：制作PPT，進(jìn)行答辯準(zhǔn)備。 參考文獻(xiàn) [1] 徐兆坤.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理[M].清華大學(xué)出版社 2010. 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