机械5

柴油机进排气阀门的配气机构的设计 摘要 配气机构作为内燃机的重要组成部分，其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。随着内燃机高功率、高速化，人们对其性能指标的要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因而对其配气机构提出了更高的要求。配气凸轮型线是配气机构的核心部分，配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。本文对配气机构给零件形状、尺寸进行了设计，并且应用pro-e
ngi
neer进行了实体建模，得到了配气机构的三维装配图。再将配气机构模型导入ADAMS软件进行约束的建立以及驱动的添加，使得配气机构能够在ADAMS软件中进行仿真，从而得到各种数据曲线对整个机构的性能进行分析，根据各种数据分析得到配气机构的最优设计。 关键词：内燃机；配气机构；虚拟样机技术；建模；仿真 ABSTRACT The valve trai
n is o
ne of the most importa
nt mecha
nisms i
n a i
nter
nal combustio
n e
ngi
ne, whether the performa
nces are good or bad, that affecti
ng the power performa
nce, eco
nomic performa
nce, emissio
ns performa
nce of the e
ngi
ne, as well as affecti
ng the reliability a
nd wear performa
nces of the whole e
ngi
ne. Alo
ng with the requests of the e
ngi
ne’s high power, super-speed, people dema
nd a higher i
ndex. That is, whe
n the e
ngi
ne ru
ns u
nder a high speed, it ca
n still work steadily a
nd depe
ndably, which dema
nd that the valve trai
n system should have a high performa
nce. Cam profile is the hard core of the valve trai
n, which desig
n is o
ne of the importa
nt ways to carry out valve trai
n optimal desig
n. Simulatio
n calculatio
n a
nd experime
ntatio
n research are two importa
nt ways to carry out research a
nd developme
nt o
n valve trai
n of i
nter
nal-combustio
n e
ngi
ne. This thesis devise the parts shape a
nd dime
nsio
n for the valve trai
n, obtai
n the 3D assembly diagram base o
n model e
ntities by pro-e
ngi
neer. Importi
ng the valve trai
n to ADAMS software, the
n creati
ng the co
nstrai
nts a
nd addi
ng drives. Seque
ntially, a
nalyze the whole orga
nizatio
n performa
nce, after get the various data curve from valve trai
n be capable simulatio
n i
n ADAMS software. Fi
nally, obtai
n the optimum desig
n of valve trai
n accordi
ng to various data a
nalysis. Key words: I
nter
nal combustio
n e
ngi
ne; Valve trai
n VPT; Virtual prototypi
ng tech
nology; Modeli
ng; Simulatio
n 目录 摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract …………………………………………………………………………………Ⅱ 第1章绪论………………………………………………………………………………1 1.1课题研究的目的和意义…………………………………………………………1 1.1.1设计的目的……………………………………………………………… 1 1.1.2设计的意义……………………………………………………………… 1 1.2柴油机配气机构现状……………………………………………………………1 1.3设计内容…………………………………………………………………………2 1.4用计算机辅助配气机构设计分析………………………………………………3 1.5本文研究内容………………………………………………………………………3 第2章配气机构零部件设计…………………………………………………5 2.1气门………………………………………………………………………………5 2.1.1气门设计的基本要求…………………………………………………… 5 2.1.2气门的工作条件分析及材料的选择…………………………………… 5 2.1.3气门头的设计…………………………………………………………… 6 2.1.4气门杆的设计…………………………………………………………… 7 2.1.5气门的主要损坏形式和预防措施……………………………………… 8 2.2气门弹簧的设计……………………………………………………………………9 2.2.1气门弹簧的设计要求…………………………………………………… 9 2.2.2弹簧介绍………………………………………………………………… 9 2.2.3气门弹簧的有关计算……………………………………………………11 2.3摇臂的设计………………………………………………………………………13 2.3.1摇臂的工作原理…………………………………………………………13 2.3.2摇臂与气门杆顶面间接触应力的计算………………………………14 2.4推杆的设计………………………………………………………………………14 2.4.1推杆的功能结构形式……………………………………………………14 2.4.2尺寸设计…………………………………………………………………14 2.5挺柱的设计……………………………………………………………………16 2.5.1挺柱的结构………………………………………………………………16 2.5.2平面挺柱导向面与导向孔之间的挤压应力的计算……………………16 2.5.3平面挺柱的最大速度……………………………………………………16 2.5.4凸轮与挺柱间接触应力的计算…………………………………………17 2.6凸轮的设计………………………………………………………………………18 2.7凸轮轴的设计…………………………………………………………………19 2.7.1凸轮轴基本要求…………………………………………………………19 2.7.2凸轮轴计算………………………………………………………………20 2.8本章小结………………………………………………………………………21 第3章Pro-e
ngi
neer和Adams软件理论基喘…………………………………23 3.1虚拟样机技术介绍……………………………………………………………23 3.2虚拟样机强有力的工具…………………………………………………………24 3.3用Proe和Adams开发虚拟样机的主要流程…………………………………24 3.4多体动力学………………………………………………………………………25 3.5本章小结…………………………………………………………………………28 第4章建模与仿真…………………………………………………………………29 4.1 Proe实体建模……………………………………………………………………29 4.2建立Proe装配图…………………………………………………………………32 4.3将装配图导入Adams……………………………………………………………34 4.4配气机构多体动力学仿真结果及分析…………………………………………35 4.5本章小结…………………………………………………………………………42 结论………………………………………………………………………………………43 参考文献………………………………………………………………………………44 致谢………………………………………………………………………………………46