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目 录
1 参数定义 (3)
2 配气机构计算分析和优化流程框图 (7)
3 过程实施 (9)
3.1 AVL-workspace-TYCON软件介绍 (9)
3.1.1简介 (9)
3.1.2 AVL-Workspace Tycon的应用 (9)
3.1.3 AVL-Workspace Tycon主要菜单和主要模块介绍 (9)
3.2配气机构评价指标 (12)
3.2.1 运动学分析和评价 (12)
3.2.2 动力学分析和评价 (15)
3.3配气机构运动学动力学TYCON模型建立 (15)
3.4 凸轮型线评价及配气机构运动学分析 (16)
3.4.1凸轮型线及配气机构运动学分析界面的进入 (16)
3.4.2 Cam Design界面中数据的输入 (17)
3.4.3 凸轮型线评价及配气机构运动学分析 (20)
3.5 配气机构动力学分析 (21)
3.5.1动力学模型的文件和目录说明 (21)
3.5.2仿真计算、参数设置和结果控制 (22)
3.5.3动力学计算后处理 (24)
3.6 配气机构改进和优化 (25)
3.6.1 凸轮型线优化设计流程及界面 (26)
3.6.2 缓冲段设计 (26)
3.6.3 工作段设计 (29)
3.6.4 新凸轮型线的分析 (33)
致谢 (34)
1 参数定义
发动机配气机构计算分析所需参数如表1所示。
表1.1 发动机配气机构计算参数表
单元名称参数单位
旋转激励单元转速输入方式的选择
转速值 rpm或者rad 有无转速波动
凸轮单元基圆半径 mm 型线数据与实际位置偏移角度 deg
凸轮转角转转系数
凸轮升程数据单位与米的转换关系
凸轮型线数据类型
凸轮型线数据
凸轮轴承单元Y方向刚度 N/mm Z方向刚度 N/mm Y方向阻尼 N.s/mm Z方向阻尼 N.s/mm 机油动力粘度 N.s/mm2
相对间隙
轴瓦直径 mm 轴承宽度与轴瓦直径比值
带轮和链轮单元质量 t
转动惯量（扭转） t.mm2
转动惯量（弯曲） t.mm2
相对阻尼
杨氏模量 N/mm2
剪切模量 N/mm2
中截面面积 mm2
质心到第一轴距离 mm
剪切面积率
惯性矩（扭曲） mm4
惯性矩（弯曲） mm4
带的预紧力 N
传动力 N
带的阻尼 N.s/mm 带轮有效半径 mm
带刚度 N/mm
配气相位单元发火次序 deg 载荷数据时间偏移量 s
凸轮中心到接触点的距离矢量 mm
从动件运动向量
油膜润滑单元凸轮接触宽度 mm 机油动力粘度 N.s/mm2
润滑油粘压比系数 mm2/N
从动件形式选择
凸轮的弹性模量 N/mm2
从动件的弹性模量 N/mm2
气门杆单元接触损失的选择
阻尼类型选择
阻尼值 N.s/mm或无
单元间隙 mm 质量 t 施加载荷
元件运动方向
摩擦系数
摩擦力 N 摩擦速度依赖系数 N.s/mm
元件变刚度表
元件恒定刚度 N/mm
气门面单元接触损失的选择
阻尼类型选择
阻尼值 N.s/mm或无
单元间隙 mm 质量 t 元件刚度 N/mm 气阀座摩擦系数
气门座及缸头恒定刚度 N/mm
变形一次方系数 N/mm/mm 变形二次方系数 N/mm/mm2
气门座及缸头阻尼值类型选择
气门座及缸头阻尼值 N.s/mm
气阀面摩擦系数
气阀面摩擦力 N
气阀面摩擦速度依赖系数 N.s/mm
元件运动方向
阀面载荷施加的选择
载荷数据X轴值的转化系数
载荷数据Y轴值的转化系数
载荷长度
载荷数据表
接触损失的选择
弹簧运动部分质量点数
弹簧有效圈部分质量 t
弹簧刚度 N/mm
气门弹簧单元弹簧刚度升程一次方系数 N/mm/mm
弹簧相对阻尼
弹簧预紧力
弹簧并圈后阻尼类型的选择
弹簧并圈后阻尼 N.s/mm或无
弹簧并圈后刚度 N/mm 弹簧最大工作行程 mm
摇臂单元Rocker Arm
接触损失的选择
阻尼类型选择
阻尼值 N.s/mm或无
与推杆间隙 mm
当量质量 t
元件运动方向
当量刚度 N/mm
力一次方系数 N/mm/N
力二次方系数 N/mm/N2
摩擦系数
摩擦力 N
摩擦速度依赖系数 N.s/mm
定摇臂比
可变摇臂比运动夹角 deg
凸轮侧长 mm
气门侧长 mm
臂间夹角 deg
凸轮侧/推杆运动力臂夹角 deg
Finger
Follower
接触损失的选择
阻尼类型选择
阻尼值 N.s/mm或无
与凸轮间隙 mm
外部载荷
元件运动方向
当量质量 t
升程一次方系数 t/mm
升程二次方系数 t/mm2
元件刚度 N/mm
偏心率一次方系数 N/mm/mm
偏心率二次方系数 N/mm/mm2
摩擦系数
摩擦力 N
摩擦速度依赖系数 N.s/mm
杆件几
何
气门关闭的角度 deg
凸轮接触圆心到支承点圆心的距
离
mm
从动件半径 mm
L-N坐标系中支承点坐标位置 mm L-N坐标系中支承压缩方向
气门升程方向
L-N坐标系气门侧接触圆中心点
位置
mm
液压元件单元液压挺柱第
一部分
HLAT
接触损失的选择
阻尼类型选择
阻尼值 N.s/mm或无
与凸轮间隙 mm
质量 t
供油长度 mm
外部载荷
摩擦系数
摩擦力 N
摩擦速度依赖系数 N.s/mm
刚度列表
刚度常数 N/mm
偏心率一次方系数 N/mm/mm
偏心率二次方系数 N/mm/mm2
升程一次方系数 N/mm/mm
升程二次方系数 N/mm/mm2
液压挺柱第
二部分
HLAS
接触损失的选择
阻尼类型选择
阻尼值 N.s/mm或无
与HLAT的间隙 mm
柱塞质量 t
内径 mm
外径 mm
供油室初始体积 mm3
HLAS与HLAT之间的间隙高度 mm
HLAS与HLAT之间的间隙长度 mm
摩擦系数
摩擦力 N
摩擦速度依赖系数 N.s/mm
柱塞结构刚度 N/mm
力的一次方系数 N/mm/N
力的二次方系数 N/mm/N2
球珠直径 mm
座直径 mm
球珠最大升降距离 mm
球珠质量 t
球珠弹簧预紧力 N
流动阻力系数
供油线流动阻力系数
供油最小截面积 mm2供油压力
机油特性机油密度 t/mm3
机油动力粘度 N.s/mm2机油粘压比系数 mm2/N 液体定常压缩模量 N/mm2液体可变压缩模量数据表
2 配气机构计算分析和优化流程框图
配气机构计算分析和优化过程包括凸轮型线设计、运动学评价及动力学分析等三个过程，其总体流程如图2.1所示。
图2.1 发动机配气机构计算流程框图
3 过程实施
3.1 AVL-workspace-TYCON软件介绍
3.1.1简介
TYCON软件是AVL公司开发是一种基于Windows操作系统的适合分析各种发动机配气机构性能的软件。具有凸轮型线设计、优化、配气机构运动学、动力学计算、正时驱动系统动力学计算、齿轮传动系统动力学计算、驱动噪声分析等功能。AVL TYCON提供了配气机构运动学、动力学计算、配气凸轮型线评价及改进设计模块。其运动学、动力学计算是基于多质量动力学模型计算理论的。采用多个集中质量来简化模型，相关参数设置与前面介绍的单自由度模型类似，但多质量动力学模型的计算复杂度远远超过了单自由度模型。AVL TYCON软件本身提供了相应的集成化模块，具有友好的用户界面，建立模型及参数输入较为方便，这正是应用模拟计算软件进行配气机构优化设计计算优势所在。
运动学及动力学分析模块，能够通过建模计算，明确气门运动特性及配气机构动力学相关性能，为常规配气机构提供最好的性能和最可靠的结果。从凸轮型线的设计到整体配气系统的动态模拟，有效地整机的配气机构的布置和设计。
凸轮型线的评价及改进设计模块，用于对已有的凸轮型线进行评价、分析，能在设计开始阶段生成新的凸轮型线，并能够在对配气机构做完动力学评价之后，通过修改凸轮型线来优化配气机构。从动态模拟模型可生成同样的凸轮设计模型，涵盖了所有的发动机类型，同时还提供了不同的修改型线的有效方法。
3.1.2 AVL-Workspace Tycon的应用
1) 分析部件: 凸轮、凸轮轴、径向/推力轴承、皮带、链条、张紧器、齿轮等；
2) 凸轮型线设计和修改(运动学) －满足气门升程、曲率、接触应力等；
3) 单配气机构或整个正时驱动系动力学计算－如气门座力、轴承力、弹簧力，以反映
飞脱和反跳等现象；
4) 链条和皮带传动系－如张紧器分析，链条或皮带的受力和纵向振动等；
5) 齿轮传动和齿轮箱动力学－啮合力、传动特性等。
3.1.3 AVL-Workspace Tycon主要菜单和主要模块介绍
1) 主界面，如图2.2所示；
图3.1 Tycon界面
2) 主要菜单，如图3.2、3.3所示；
图3.2 Tycon主要菜单（一）
图3.3 Tycon主要菜单（二）3) 主要模块介绍，如图3.4、3.5所示；
图3.4 Tycon主要模块（一）
图3.5 Tycon 主要模块（二）
3.2 配气机构评价指标 3.2.1 运动学分析和评价
1) 气门升程曲线与凸轮型线 2) 气门与凸轮相对速度和相对加速度 3) 气门最大跃度
一般用气门加速度曲线变化率的最大值范围来评价气门运动的平稳性。气门运动加速度变化率最大值定义为最大跃度值。如果最大跃度值小于1000mm/rad 3，表明气门运动具有较好的平稳性。
4) 阀系自振频率
5) 正加速度宽度和K 系数
从运动学计算结果提取出正加速宽度Λ，计算K 值：
6z
c f K n Λ?=
式中：Λ—正加速度宽度（deg ）；
z f —配气机构的自振频率（Hz ）； c n —凸轮转速（r/min ）。
阀系的自振频率越高，正加速度宽度和K 系数越大，整个配气机构发生共振的可能就越小。
6) 气门升程丰满系数
反映气门通过能力大小通常用“气门瞬时通路面积”或“时面断面”来表示。为便于比较各种具有不同工作段包角和最大升程的凸轮对充气性能的影响效果，这里用丰满系数作为评价指标。
max 0()/()a
a y d y ααξαααα=?∫
式中： max y —气门最大升程（mm ）；
a α—气门关闭时的凸轮轴转角(deg)；
0α—气门开启时的凸轮轴转角(deg)。
一般认为丰满系数较大对充气性能上有利的，但也非绝对如此，如果一味追求大的丰满系数而使机构可靠性和平稳性变得很差，最终也就无法保证得到良好的充气性能。
7) 凸轮与从动件最大接触应力
凸轮与从动件间的接触应力可按下面公式计算：
c σ=式中：F —凸轮与挺柱间的法向作用力(N)；
12ρρ、—分别凸轮与挺柱在接触点的曲率半径(mm)；
12E E 、—分别凸轮与挺柱材料的弹性模量(MPa)；
12μμ、—分别相应材料的泊松比；
W —接触线宽度(mm)。
8) 凸轮曲率半径
应避免其最小曲率半径过小，这样会导致接触应力很大，并会使凸轮过早磨损,一般认为最小曲率半径应≧2mm ，但工程上为了进一步减小凸轮的磨损，一般要求最小曲率半径≧3mm 。
对于从动件为平底挺柱的情形，凸轮的曲率半径1ρ可以用下面的公式计算：
2102()d h R h d ραα
=++
式中：0R —凸轮的基圆半径(mm)；
()h α—挺柱升程曲线（mm ）。
对于从动件为滚轮挺柱的情形，则凸轮的曲率半径1ρ可以用下面的公式计算：
3/2
22
10022
22()dg ()2()dg g d R d g g g d d ααραααα????+??
????????=???
+???
??
式中：00R —滚轮半径（mm ）；
000()()g R R h αα=++；
9) 平面挺柱润滑系数
凸轮型线设计时，应使凸轮与挺柱处于较好的润滑状态，以提高凸轮与挺柱摩擦副的可靠性与寿命。可用油膜厚度或者流体动力学润滑系数作为凸轮设计的评价指标。
凸轮与平面挺柱的油膜厚度简化公式为：
min 00(r k R h δ=+
式中：0R —凸轮基圆半径（mm ）；
r h —挺柱升程（mm ）；
ρ—接触点处凸轮廓线曲率半径（mm ）；
0k —已知常数。
流体动力学润滑系数r N 定义为：
0r r
N R h ρ
=
+
一般平面挺柱的最小润滑系数要求在凸轮桃尖±30度凸轮转角范围内在0.15～0.3之间。 10) 弹簧裕度
图3.6 弹簧裕度评价
如图3.6所示，一般要求在发动机标定转速超速20%的情况下，最小气门弹簧裕度值在1.1～1.2之间较理想。
11) 凸轮驱动力
由凸轮转矩大小能够确定凸轮轴上载荷及驱动从动件系统所需的功率,整机配气机构加
驱动系的计算中，该转矩是作用在带轮上的载荷，是影响凸轮轴系扭振和皮带是否正常工作的激励条件。一般要求从最大正力矩变为最大负力矩过程应该平稳。
3.2.2 动力学分析和评价
1) 气门动力学升程、速度、加速度、落座力
?用于判断气门开启和关闭情况，以及整个配气机构的工作稳定性；
?是否存在反跳、二次开启等现象；
?判断气门和气门座之间的冲击、磨损情况；
?输出的动力学气门升程可为发动机整机性能计算提供数据支持。
2) 凸轮和从动件的接触应力
用于判断凸轮的磨损以及是否存在飞脱现象，并可以根据此结果分析气门弹簧和整个配气机构的匹配情况。
3) 气门弹簧动力学特性
分析气门弹簧刚度和预紧力大小和整个配气机构匹配情况，气门弹簧有无并圈、颤振现象。
4) 摇臂轴的最大支承力
可根据该结果调整摇臂轴内外径、跨度等，避免过度的弯曲变形等。
5) 凸轮轴的最大扭矩
判断对凸轮轴扭转、配气正时、凸轮和从动件接触应力等的影响等。
6) 总凸轮轴承力
了解轴承的单位面积载荷，了解凸轮轴前后端结构对各轴承的影响趋势，从而有效地制订凸轮轴承的尺寸等。
7) 液压元件的动力学评价
?柱塞运动：柱塞在许用升程范围之内运动，不失效，保证液压缓冲作用有效。柱塞具有良好的泵油效果，影响因素主要有柱塞间隙、行程、和受力；
?球阀升程：有正常开启关闭，以便补油；
?供油端与工作腔压力：无异常的压力下降或上升趋势；
?要选择适合大小和能力的液压挺柱；
?保证充足的供油通道。
3.3配气机构运动学动力学TYCON模型建立
配气机构主要有如图3.7所示的几种结构。
a）机械挺柱顶置凸轮阀系b）直接驱动摇臂顶置凸轮阀系
C）液压挺柱支撑型从动件顶置凸轮阀系d）滚子从动件下置凸轮阀系
图3.7 阀系类型及其Tycon模型
根据配气机构的具体形式建立配气机构运动学和动力学TYCON模型，并按照要求输入各个单元的参数。
3.4 凸轮型线评价及配气机构运动学分析
3.4.1凸轮型线及配气机构运动学分析界面的进入
运动学分析界面进入如图3.8所示。
图3.8 进入型线设计界面
3.4.2 Cam Design界面中数据的输入
凸轮型线设计及运动学分析数据输入如图3.9～3.15所示。
图3.9 凸轮型线设计及运动学数据输入（一）
图3.10 凸轮型线设计及运动学数据输入（二）
图3.11 凸轮型线设计及运动学数据输入（三）
图3.12 凸轮型线设计及运动学数据输入（四）
图3.13 凸轮型线设计及运动学数据输入（五）
图3.14 凸轮型线设计及运动学数据输入（六）
图3.15 凸轮型线设计及运动学数据输入（七）3.4.3 凸轮型线评价及配气机构运动学分析
凸轮型线评价及运动学分析如图3.16～3.18所示。
图3.16 凸轮型线评价及运动学分析（一）
毕业设计说明书配气机构的设计 姓名: 所属院校： 专业: 班级: 学号: 指导教师：
目录 概述 1、配气机构的功用 (6) 2、配气机构的设计要求 (6) 3、配气机构计算参数的确定 (7) 一、凸轮轴的设计： 1、凸轮轴的设计要求 (7) 2、凸轮轴的结构 (7) 3、凸轮轴的选材 (7) 4、凸轮轴的支承轴颈轴承的材料 (7) 5、凸轮轴的定位方式 (7) 6、凸轮轴的最小尺寸定位方式 (7) 7、凸轮轴的热处理工艺 (8) 8、凸轮轴的损坏形式 (8) 9、凸轮轴的计算 (9) 二、凸轮的设计
1、凸轮设计的要求 (10) 2、凸轮基圆设计 (11) ①基圆半径的确定 (13) ②凸轮位置的确定 (13) ③配气相位与凸轮的作用角 (14) ④凸轮顶部的圆弧半径 (14) 三、挺柱的设计 1、挺柱的结构 (10) 2、挺柱的材料 (15) 3、平面挺柱导向面与导向孔之间挤压应力的计算 (16) 4、平面挺柱的最大速度 (16) 5、凸轮与挺柱间接触应力的计算 (17) 6、挺柱导向面直径r d与长度r L按照下面的公式确定 (18) 7、挺柱头部球面支座的设计 (19) 8、凸轮和挺柱的主要损坏形式及其预防 (19) 四、推杆的设计 1、推杆的功能 (20) 2、推杆的材料 (20)
3、推杆的结构形式 (20) 4、尺寸设计 (20) 5、推杆稳定性安全系数的确定 (20) 6、推杆球头与挺柱球面支座，推杆球头与摇臂调节螺钉球面支座间接触应力的计算..........................................................................................................................21五、摇臂的设计 1、摇臂的工作原理 (22) 2、摇臂的结构 (22) 3、摇臂比 (22) 4、摇臂润滑 (22) 5、摇臂的定位 (23) 6、摇臂的材料 (23) 7、摇臂与气门杆顶面间接触应力的计算 (23) 六、气门组的设计 1、气门的设计 (25) ?1）气门设计的基本要求 (25) ?2)气门的工作条件分
一、填空题 1．充气效率越高，进人气缸内的新鲜气体的量就__多_____，发动机研发出的功率就__高____。 2．气门式配气机构由__气门组___ 和___气门传动组______组成。 3．四冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转__2___周，各缸的进、排气门各开启___1____ 次,此时凸轮轴旋转___1___周。 4．气门弹簧座是通过安装在气门杆尾部的凹槽或圆孔中的___锁片____或___锁块____ 固定的。 5．由曲轴到凸轮轴的传动方式有下置式、上置式和中置式等三种。 6．气门由__头部___和 ___杆身____两部分组成。 7．凸轮轴上同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置与既定的___配气相位____相适应。 8．根据凸轮轴___旋向_____和同名凸轮的 ____夹角____可判定发动机的发火次序。 9．汽油机凸轮轴上的斜齿轮是用来驱动__机油泵___和__分电器____的。而柴油机凸轮轴上的斜齿轮只是用来驱动___机油泵____的。 10．在装配曲轴和凸轮轴时,必须将___正时标记____对准以保证正确的___配气相位__。 二、判断题 1．充气效率总是小于1的。 ( √ ) 2．曲轴正时齿轮是由凸轮轴正时齿轮驱动的。 ( X ) 3．凸轮轴的转速比曲轴的转速快1倍。 ( X ) 4．气门间隙过大，发动机在热态下可能发生漏气，导致发动机功率下降。( √ ) 5．气门间隙过大时，会使得发动机进气不足，排气不彻底。 ( √ ) 6．对于多缸发动机来说，各缸同名气门的结构和尺寸是完全相同的，所以可以互换使用。 ( X ) 7．为了安装方便，凸轮轴各主轴径的直径都做成一致的。 ( X ) 8．摇臂实际上是一个两臂不等长的双臂杠杆，其中短臂的一端是推动气门的。 ( X ) 9.非增压发动机在进气结束时，气缸内压力小于外界大气压。（ X ） 10.发动机在排气结束时，气缸内压力小于外界大气压。（ X ） 11.进气门迟闭角随着发动机转速上升应加大。（ X ） 12.气门重叠角越大越好。（ X ）
单元三配气机构 一、填空题 1．充气效率越高，进人气缸内的新鲜气体的量就__多_____，发动机研发出的功率就__高____。 2．气门式配气机构由__气门组___ 和___气门传动组______组成。 3．四冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转__2___周，各缸的进、排气门各开启 ___1____ 次,此时凸轮轴旋转___1___周。 4．气门弹簧座是通过安装在气门杆尾部的凹槽或圆孔中的___锁片____或___锁块____ 固定的。 5．由曲轴到凸轮轴的传动方式有下置式、上置式和中置式等三种。 6．气门由__头部___和___杆身____两部分组成。 7．凸轮轴上同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置与既定的___配气相位____相适应。 8．根据凸轮轴___旋向_____和同名凸轮的____夹角____可判定发动机的发火次序。 9．汽油机凸轮轴上的斜齿轮是用来驱动__机油泵___和__分电器____的。而柴油机凸轮轴上的斜齿轮只是用来驱动___机油泵____的。 10．在装配曲轴和凸轮轴时,必须将___正时标记____对准以保证正确的___配气相位__。 二、判断题 1．充气效率总是小于1的。( √) 2．曲轴正时齿轮是由凸轮轴正时齿轮驱动的。( X) 3．凸轮轴的转速比曲轴的转速快1倍。( X) 4．气门间隙过大，发动机在热态下可能发生漏气，导致发动机功率下降。( √) 5．气门间隙过大时，会使得发动机进气不足，排气不彻底。( √) 6．对于多缸发动机来说，各缸同名气门的结构和尺寸是完全相同的，所以可以互换使用。( X) 7．为了安装方便，凸轮轴各主轴径的直径都做成一致的。( X) 8．摇臂实际上是一个两臂不等长的双臂杠杆，其中短臂的一端是推动气门的。 ( X) 9.非增压发动机在进气结束时，气缸内压力小于外界大气压。（X） 10.发动机在排气结束时，气缸内压力小于外界大气压。（X）
第三章配气机构习题三 一、填空题 1.气门弹簧座一般是通过锁块或锁销固定在气门杆尾端的。 2.摇臂通过衬套空套在摇臂轴上，并用弹簧防止其轴向窜动。 3.采用双气门弹簧时，双个弹簧的旋向必须相反。 4.气门间隙过大，气门开启时刻变晚，关闭时刻变早；气门间隙过小，易使气门关闭不严，造成漏气。 5．充气效率越高，进入气缸内的新鲜气体的量就越多，发动机所发出的功率就越高。6．凸轮轴上同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置与既定的配气相位相适应。 7.汽油机凸轮轴上的斜齿轮是用来驱动分电器和机油泵的。而柴油机凸轮轴上的斜齿轮只是用来驱动的机油泵。 二、解释术语 1.气门锥角: 气门密封锥面的锥角。 2.充气效率：实际进入气缸的新鲜充量与在进气状态下充满气缸容积的新鲜充量之比。 三、判断题（正确打√、错误打×） 1. 进气门头部直径通常比排气门的大，而气门锥角有时比排气门的小。(√) 2. 凸轮轴的转速比曲轴的转速快一倍。(×) 3. 采用液力挺柱的发动机其气门间隙等于零。(√) 4. 挺柱在工作时既有上下运动，又有旋转运动。(√) 5. 气门的最大升程和在升降过程中的运动规律是由凸轮转速决定的。(×) 6. 凸轮轴的轴向窜动可能会使配气相位发生变化。(√) 四、选择题 1.摇臂的两端臂长是（B）。 A、等臂的 B、靠气门端较长 C、靠推杆端较长 发动机的进、排气门锥角是（B）。 A、相同的 B、不同的 3.一般发动机的凸轮轴轴颈是（B）设置一个。 A、每隔一个气缸 B、每隔两个气缸 4.下述各零件中不属于气门传动组的是（A ）。 A.气门弹簧 B.挺住 C.摇臂 D.凸轮轴 5.气门间隙过大，发动机工作时（B ）。 A．气门早开B．气门迟开C．不影响气门开启时刻 6.气门的升程取决于（A ）。 A．凸轮的轮廓B．凸轮轴的转速C．配气相位 7.发动机一般排气门的锥角较大，是因为（A ）。 A．排气门热负荷大B．排气门头部直径小C．配气相位的原因 8.下面哪种凸轮轴布置型式最适合于高速发动机（B ）。 A．凸轮轴下置式B．凸轮轴上置式C．凸轮轴中置式 五、问答题 1. 采用液力挺柱有哪些优点 就降低噪音，耐磨、免调节、使用寿命也更久。对气门调节更方便，准确，降低了能源消耗，也简化了维修。
发动机配气机构发展综述 张正有 （重庆工学院汽车学院200246班22号） 【内容摘要】：本文论述了发动机配气机构的发展进程，阐述了可变技术在配气机构中的发展和应用，对迄今已有的发动机气门驱动机构进行了分类介绍，总结了不同气门驱动机构的结构、工作原理和优缺点。并指明了配气机构今后的发展方向。 【关键词】：发动机配气机构可变技术驱动机构 Development Overview of Valve-train of Engine Zhang zheng-you (Chongqing Institute of Technology；Automobile college 20024622) 【Abstract】: This text discussed development progress of valve-train of engine and variable technique be using in the field. In addition, classifications and detail introductions were made for the valve actuators of automotive engine. The structures, fundamentals and advantage of the different actuators were summed up. In the end, further investigations in the future wre put forwards. 【Key word】: engine； valve train； variable technique； valve actuators 0 前言 伴随着社会经济的发展，人类生活水平的提高，我们对生活质量也提
16V190发动机配气相位设计 摘要： 通过boost一维分析软件建立16V190一维分析模型，输入初选的进排气管路尺寸、输入主要阻力元器件的阻力特性曲线、输入初选的增压器性能参数、输入预估的放热规律，进行分析计算，通过调整不同的配气相位角度，看性能指标是否达到要求，看爆发压力、排气温度能否控制在可接受范围内，再查看热平衡数据和重要部位测点上的压力、温度、是否合理,从而实现配气相位的优化。 关键词：16V190；配气相位；boost 1、前言 配气机构是发动机的重要组成部分，直接关系到发动机运转的可靠性、振动和噪声，并影响发动机的动力性、经济性和排放等基本性能。配气机构必须根据发动机工作循环及工作顺序的要求，按规律开启、关闭进、排气门，保证正确的配气相位。合理的配气相位是提高功率、降低油耗和排放的一种有效方法，对改善发动机技术状况，节约能源，提高经济效益，都有十分重要的现实意义[1]。 本文主要对16V190燃气机在1000rpm转速下的配气相位进行优化设计。其中主要用到了AVL BOOST 发动机工作循环模拟计算软件。AVL BOOST 发动机工作循环模拟计算软件是分析发动机性能的重要的现代化工具，在开发新产品和改造老产品过程中，发挥着巨大的作用[2]。 2、模型建立 采用AVL BOOST发动机工作循环模拟计算软件，以16V190发动机为原型进行建模，在建模时主要考虑发动机进气系统、排气系统、燃烧模型、摩擦功、加载热传递等重要边界条件 [3]。 图1为16V190燃气发动机的BOOST计算模型。图中，C1—C16为气缸， PL1、PL2为稳压腔，TC1、TC2为涡轮增压器，CO1是中冷器，CL1、CL2为空气滤清器，1—60为管道，J1—J15为管路接头，MP1—MP47为测点，SB1、SB2、SB3、SB4为系统边界。
第三章配气机构习题一答案 一、填空题 1.根据气门安装位置的不同，配气机构的布置形式分为侧置式和顶置式两种。 2.顶置式气门配气机构的凸轮轴有下置、中置、上置三种布置型式。 3.顶置式气门配气机构的挺杆一般是筒式或滚轮式的。 4.摇臂通过衬套空套在摇臂轴上，并用弹簧防止其轴向窜动。 5.奥迪100型轿车发动机挺杆为液压挺柱，与摇臂间无间隙。所以不需调整间隙。 6.曲轴与凸轮轴间的正时传动方式有齿轮传动、链传动、齿形带传动等三种形式。 二、解释术语 1.充气系数: 充气系数指在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜气体质量与在标准大气压状态下充满气缸的新鲜气体质量之比。 2.气门间隙: 发动机在冷态下，气门杆尾端与摇臂（或挺杆）端之间的间隙。 三、判断题（正确打√、错误打×） 1.采用顶置式气门时，充气系数可能大于1。（×） 2.CA1092型汽车发动机采用侧置式气门配气机构。（×） 3.气门间隙是指气门与气门座之间的间隙。（×） 4.凸轮轴的转速比曲轴的转速快一倍。（×） 5.挺杆在工作时，既有上下往复运动，又有旋转运动。（√） 四、选择题 1.YC6105QC柴油机的配气机构的型式属于（A）。 A.顶置式 B、侧置式 C、下置式 2.四冲程发动机曲轴，当其转速为6000r/min时，则同一气缸的进气门，在1min时间内开闭次数应该是（A）。 A、3000次 B、1500次 C、750次 3.顶置式气门的气门间隙的调整部位是在（C）。 A、挺杆上 B、推杆上 C、摇臂上 4.曲轴正时齿轮与凸轮轴正时齿轮的传动比是（C）。 A、1∶1 B、1∶2 C、2∶1 5.四冲程六缸发动机，各同名凸轮之间的相对位置夹角应当是（C）。 A、120° B、90° C、60° 6.CA6102发动机由曲轴到凸轮轴的传动方式是（A）。 A、正时齿轮传动 B、链传动 C、齿形带传动 7. 曲柄连杆机构的作用之一是在发动机做功行程时把作用在活塞顶部的气体压力转变为曲柄的( )。 A、扭力 B、旋转力 C、驱动力 D、动力 8. 在发动机配气机构中，用于控制气门的适时开启和关闭，同时驱动油泵、机油泵和分电器工作的机件是( )。 A、凸轮轴 B、正时齿轮 C、摇臂轴 D、摇臂 9. 发动机热态时，气门杆会因温度升高而( )，若不预留间隙，则会使气门关闭不严。 A、弯曲 B、伸长 C、缩短 D、磨损 10. 若发动机气门间隙过大，会使气门( )，引起充气不足，排气不畅。 A、开启量过大 B、开启量过小 C、关闭不严 D、漏气
1.配气机构的作用及组成 一、功用： 是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。 二、组成： 气门组：气门及与之关联的零件； 气门传动组：从正时齿轮到推动气门动作的所有零件。 2.为什么要预留气门间隙？什么是气门间隙?为什么要留气门相位? 在气门杆尾端与摇臂端（侧置式气门机构为挺杆端）之间留有气门间隙，是为补偿气门受热后的膨胀之需的. 发动机发动时，气门将因气温升高而膨胀。如果气门以其传动件之间在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态下，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中的漏气，从而使功率下降，严重时甚至不易启动。为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中预留一定的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。这一间隙被称为气门间隙。 但是，如果气门间隙留得太大，冷态下传动零件之间以及气门和气门座之间产生撞击，而且加速磨损，同时使得气门开启的持续时间减少，汽缸的充气情况变坏。 所以高级轿车上都采用液压挺柱，挺柱长度能自动变化，随时补偿气门的热膨胀量，故不需要预留气门间隙。 3.为什么有的配气机构中采用两个套装的气门弹簧 你所指两套装置的气门弹簧我可否理解成控制气门开闭的弹簧。 所有的气门弹簧都是大簧套小簧；并且是是旋向相反。 采取这种结构的原因是防止因为气门弹簧旋向的原因产生谐振，造成气门关闭不严，所以设置成旋向相反的两个气门弹簧，让它们的谐振频率相反进行抵消，消除谐振引起的气门关闭不严的现象 4.什么是点火提前角,其过大或过小有什么危害 点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。 点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，磨损加剧。点火过迟，气体做功效率低，排气声大。不论点火过早或过迟，都会影响转速的提升。 若点火提前角过大，则活塞还在向上止点运动时，气体压力已达很大的数值，活塞受到迎面而来的反向压力的作用，压缩行程的负功增加使发动机功率下降，甚至有时造成曲轴反转使发动机不能工作。而且点火提前角过大也易于发生不正常燃烧--爆燃。 若点火提前角过小，混合气的燃烧将在逐渐增大的容积内进行，因而燃烧最高压力降低，而且补燃增加，热损失增大，于是发动机功率下降，油耗增加，并使发动机过热 5.膜片弹簧式离合器特点？ 6.从动盘摩擦片上的铆钉为什么要沉入摩擦片平面以下? 如果不沉头，摩擦的就不是摩擦片，而是铆钉了。 五、问答题 1.汽油机燃料供给系的作用是什么？ 2.化油器的作用是什么？ 3.主供油装置的作用是什么？它在哪些工况下参加供油？ 4.为什么把加浓装置称为省油器？ 5.在加速泵活塞与连接板之间为什么利用弹簧传力？
奔驰M272发动机是V型六缸发动机 奔驰M272发动机是V型六缸发动机，每列气缸均为双顶置凸轮轴，如图4所示，在V型夹角内侧的两根凸轮轴为进气凸轮轴，外侧的两根凸轮轴是排气凸轮轴，两根进气凸轮轴通过链条由曲轴传动，转动方向为顺时针，两根排气凸轮轴则被进气凸轮轴前端的齿轮驱动，旋转方向为逆时针。每个气缸具有四个气门，采用液压挺柱，每个凸轮轴的配气正时均连续可调。 3.2 正确的配气机构正时装配方法：
1）将气缸体转至垂直向下的位置，如图4所汽车维修技术交流群292183615示 2）按图5所示装上正时链条滑轨
3）按照图6所示安装正时链条，注意有铜链节一侧朝向外侧，并对准以下标记： ①如图7所示，将曲轴上的半圆键8对准气缸体上的正时标记9，平衡轴上平衡重上的缺口6对准气缸体上的正时标记7。 ②链条上共有四个铜链节，其中两个分别安装在曲轴正时链轮和平衡轴正时链轮上，安装时如图8所示，铜链节对准曲轴正时链轮前端凹槽内的一个凸起，如图8（a）所示，在平衡轴的链轮上，铜链节对准图8（b）所示的三个印痕位置。 4）装配正时箱盖及发动机气缸盖（因不涉及配正时记号问题，具体装配方法略）。
1-气缸盖罩；2-凸轮轴调节器；3-链条导轨销；5-平衡轴正时齿轮；6-平衡轴重块上的正时标记； 7-缸体上的平衡轴正时标记；8-曲轴半圆键；9-缸体上的正时标记 5）装配凸轮轴调节器。安装凸轮轴调节器时要注意观察凸轮轴调节器上面的标记及以下问题： ①首先检查进气凸轮调节器，左侧进气凸轮调节器上有标记L，右侧进气凸轮轴调节器上有标记R，安装时不要装错，如图9所示。在奔驰M272发动机上，发动机的左右是按照驾驶员在汽车上的位置来确定的，发动机在机舱中是纵置的，因此，当我们面对发动机装配凸轮轴调节器时，左手侧装配带有R标记的凸轮轴调节器，右手侧装配带有L标记的，位于V 型气缸体中部的两根凸轮轴是进气凸轮轴，反之外侧的两根是排气凸轮轴，图9所示的两个凸轮轴调节器应装配在进气凸轮轴上。
一．名词解释。 1. 充气效率 2. 气门间隙 3. 配气相位 4. 气门重叠 5. 进气持续角 6. 进气提前角 7. 排气迟后角 二．填空题。 1. 凸轮轴通过正时齿轮由驱动，四冲程发动机一个工作循环凸轮轴转周，各气门开启次。 2. 顶置气门式配气机构的凸轮轴布置有三种形式，它们是、、和。 3. 气门叠开角是和之和。 4. 气门间隙是指在与之间留有适当的间隙。气门间隙过大，气门开启时刻变，关闭时刻变；气门间隙过小，易使气门。 5. 气门采用双弹簧结构时，外弹簧刚度较，内弹簧刚度较，且两弹簧的旋向。
6. 曲轴与凸轮轴之间的传动方式有、、 和三种。 7. 气门弹簧座一般是通过或固定在气 门杆尾端的。 8. 造成气门关闭不严的原因 是、、 、和。 9. 气门间隙两次调整法的实质是，。三．判断题。 1. 气门间隙是指气门与气门座之间的间隙。( ) 2. 进气门头部直径通常比排气门的大，而气门锥角有时比排气门的小。( ) 3. 凸轮轴的转速比曲轴的转速快一倍。( ) 4. 采用液力挺柱的发动机其气门间隙等于零。 ( ) 5. 挺柱在工作时既有上下运动，又有旋转运动。( ) 6. 气门的最大升程和在升降过程中的运动规律是由凸 轮转速决定的。( ) 7. 排气持续角指排气提前角与排气迟后角之和。( ) 8. 正时齿轮装配时，必须使正时标记对准。( )
9. 为了安装方便，凸轮轴的轴颈从前向后逐道缩小。( ) 10. 四冲程六缸发动机的同名凸轮夹角为120。( )60 11. 一般进气门的气门间隙比排气门的间隙略小。( ) 12. 配气相位中，对发动机性能影响最大的是进气提前角。( ) 13. 在任何时候，发动机同一缸的进排气门都不可能同时开启。 ( ) 14. 凸轮轴的轴向窜动可能会使配气相位发生变化。( ) 15. 摇臂是一个双臂杠杆，为了加工方便，一般摇臂的两臂是等长的。( ) 16. 进气门关闭不严会引起回火，排气门关闭不严会引起排气管放炮。( ) 17. 为改善气门的磨合性，磨削气门工作锥面时，其角度应比气门座大0.5~1.0。( ) 四．选择题。 1. 曲轴与凸轴的传动比是（）。 A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1
汽车构造课后答案（上、下册） 总论 1、汽车成为最受青睐的现代化交通工具原因何在？试与火车、轮船、飞机等对比分析。 答：汽车之所以成为最受青睐的现代化交通工具，皆因它是最适宜的交通工具。有了自己的轿车，可以不受行驶路线和时刻表的限制，随意在任何时间驾驶到任何地方——亦即轿车能够安全便利的与个人活动紧密合拍，其结果大大提高了工作效率，加快了生活节奏，而火车、轮船、飞机都做不到这一点;汽车扩大了人的活动范围，使社会生活变得丰富多彩；还促进了公路建设和运输繁荣，改变了城市布局，有助于各地区经济文化的交流和偏远落后地区的开发。 2、为什么世界各个发达国家几乎无一例外的把汽车工业作为国民经济的支柱产业？ 答：一方面汽车备受社会青睐，另一方面汽车工业综合性强和经济效益高，所以汽车工业迅猛发展。而一辆汽车有上万个零件，涉及到许多工业部门的生产，汽车的销售与营运还涉及金融、商业、运输、旅游、服务等第三产业。几乎没有哪个国民经济部门完全与汽车无关，汽车工业的发展促进各行各业的兴旺繁荣，带动整个国民经济的发展。在有些国家，汽车工业产值约占国民经济总产值的8%，占机械工业产值的30%，其实力足以左右整个国民经济的动向。因此，世界各个发达国家几乎无一例外的把汽车工业作为国民经济的支柱产业。 3、为什么说汽车是高科技产品？ 答：近20年来，计算机技术、设计理论等诸方面的成就，不但改变了汽车工业的外貌，而且也使汽车产品的结构和性能焕然一新。汽车产品的现代化，首先是汽车操纵控制的电子化。一些汽车上的电子设备已占15%，几乎每一个系统都可采用电子装置改善性能和实现自动化。其次，汽车产品的现代化还表现在汽车结构的变革上。汽车的发动机、底盘、车身、等方面的技术变革，均使汽车的性能有了很大的提高。最后，汽车的现代化还体现在汽车整车的轻量化上，这大大促进了材料工业的发展，促使更好的材料的产生。现代化的汽车产品，出自现代化的设计手段和生产手段。从而促使了并行工程的事实，真正做到技术数据和信息在网络中准确的传输与管理，也是新技术的运用。 4、为什么我国汽车工业要以发展轿车生产为重点？ 答：这是由我国的实际国情决定的。建国初期，我国只重视中型货车，而对轿车认识不足，导致我国汽车工业“却重少轻”和“轿车基本空白”的缺陷。极左思潮和“文化大革命”破坏了经济发展，汽车产量严重滑坡。在改革开放的正确方针指导下，我国汽车工业加快了主导产品更新换代的步伐，注重提高产品质量和增添新品种，并提出把汽车工业作为支柱产业的方针，这两点恰恰确定了我国汽车工业要以发展轿车生产为重点。 5、某车型的型号为CA6440，试解释这个编号的全部含义。 答：CA表示由一汽生产，6表示车辆类别是客车，440*0。1表示车辆的长度为4。4米。 6、为什么绝大多数货车都采取前置发动机后轮驱动的形式？ 答：发动机前置可以留更多的空间装货，后轮驱动可提供更强大的动力，所以这种方式更适合运输。 7、在良好的干硬路面上，正在上坡的汽车的驱动力、各种阻力、附着力与在水平路面上行驶有何不同? 答：由于驱动力F。、滚动阻力Ff、附着力都与汽车作用在接触面垂直法线方向的力成正比，而在斜面方向，路面的压力只等于车重的方向分力，所以这三个力都小于水平方向的该种力。 8、为什么汽车依靠车轮行驶时，其速度不能无限制的提高（迄今只能达到648。74km/h的最高速度）？ 答：汽车的加速时，驱动力必须大于总阻力，而总祖力只随空气阻力的增加而增加，在某较高车速处又达到平衡，则匀速行驶，此时即是最高速。所以汽车速度不可以无限制提高。
?文摘? 顶置凸轮配气机构气门升程的精确计算 苏军申屠淼 (江苏理工大学力学系 , 镇江 212013 为使发动机布置得更紧凑 , 提高配气机构的刚性与减轻运动件的质量 , 以适应高转速的要求 , 许多现代的四冲程发动机都采用顶置凸轮配气机构 , 其中一些汽车、摩托车发动机的顶置凸轮配气机构的结构形式如图 1 所示。 图 1顶置凸轮摇臂机构
现对以上典型结构的气门升程的计算方法与公式进行了推演 , 以供应用参考。假定摇臂为绝对刚体。 (1 将凸轮升程表换算为极坐标升程表 h ( 。 (2 建立 2个坐标系 , 一个为定坐标系 x Oy ; 另一个为随凸轮转动的动坐标系 x Oy (详见图 2 。两坐标系原点 O 均在凸轮轴心 ; 横坐标 Ox 垂直于凸轮轴 图 2顶置凸轮配气机构简图 线 , 平行于气缸盖底平面 ; 横坐标 Ox 垂直于凸轮轴 线 , 并令其通过凸轮升程廓线过渡段的起点 ; 认定摇臂初始位置 , 即 =0°。此时 Ox 与 Ox 的夹角为 : 0=180-arctg 1-x 1-arctg 1
R +S 1 (1 式中 :x 1和 y 1为摇臂中心 O 1在定坐标系中的坐标 ; L 1为 O 1点至 M 点的距离 ; M 点为摇臂零件图中水平中心线与 OP 0的交点 ; S 1为 OP 0线上 R 3圆弧面至 M 点的弦高 ; R 为凸轮基圆半径。 (3 计算出 R 3圆弧的圆心 P 0在定坐标系 x Oy 中的坐标位置。 x P 0=(R +R 3 ? cos 0 y P 0=(R +R 3 ? sin 0 (2 式中 :R 3为摇臂凸轮侧臂圆弧的半径。 当凸轮转过角度时 , 凸轮廓线与摇臂 R 3圆弧面 的接触点在 C (x C , y C 点。在凸轮转动中 , R 3圆弧面上的接触点 C 在 C L 和 C R 之间变动 ; 而 C 点在凸轮廓线上则是在 x Oy 坐标系中逆旋转方向而变动。令 OC 与 Ox 的夹角为。 (4 气门升程计算。 计算的第 1步为由设定的来计算。当在某一接触点 C 位置时 , 对应角度是。此时 C 点在动坐标系中的坐标为 :x C =[R +h ( ]? cos y C =[R +h ( ]? sin (3 式中 :h ( 为凸轮在角时的极坐标升程。 计算 C 点前后 -1和 +1点的坐标 , 得 (x
485柴油机设计（配气机构） 摘要 本设计介绍了485柴油机配气机构的设计，主要是其各零部件的设计。本次设计的485柴油机主要用于轻型载货车。 配气机构的功用就是实现换气过程，即根据发动机气缸的工作顺序，定时的开启和关闭进排气门，以保证气缸排出废气和吸进新鲜空气。配气机构设计的好坏直接影响发动机整体的经济性和动力性，因此配气机构的设计在发动机整体设计上占有相当重要的作用。在气门选择上，采用每缸两个气门的方案，其优点是比较简单、可靠，对于自然吸气式柴油机可以提高新鲜空气的进气量，降低气缸的热负荷，增加气缸的耐久性和使用寿命。气门的驱动采用凸轮轴—挺柱—推杆—摇臂—气门机构。凸轮轴布置形式是下置式，采用的是整体式凸轮轴，这样的凸轮轴结构简单，加工精度高，能有良好的互换性。 本次配气机构的设计，主要包括进、排气门的设计，气门弹簧的设计，以及凸轮轴的设计。编写Matlab程序，计算得到挺柱升程表，绘出挺柱升程、速度、加速度曲线。 关键词：柴油机，配气机构，凸轮轴，气门
THE DESIGN OF VALVE TIMING MECHANISM OF 485 DIESEL ENGINES ABSTRACT This thesis introduces the design of valve timing mechanism of 485 diesel engines, mainly the design of its various components. The 485 diesel engine in this design is mostly used in light truck. The function of valve timing mechanism is to realize the exchange process, namely according to engine cylinder working order, ensure that the intake and exhaust valves open and close at the proper time. The valve gear play a direct impact on the economy and power parameters of the engine, therefore, the design of gas distribution agency in the overall design of the engine play a rather important role. Arranging two-valve per cylinder, the advantages are that it is relatively simple, reliable, for the naturally aspirated diesel engines can improve the fresh air into the cylinder, reduce the heat load of the cylinder to increase the durability of the cylinder and use life. The driving mechanism of valves is camshaft, tappet, pushrod, rocker, valve train. Camshaft arrangement is under the form of home-style, using the integral camshaft, such camshafts have simple structure, high precision machining, and good interchangeability. This design, including exhaust valve, intake valve, valve spring, and camshaft. Write Matlab program, calculate tappet lift table, map the curves of tappet lift, speed and acceleration. KEY WORDS: Diesel engine, Valve timing mechanism, Camshaft, Valve
对正时的技巧 任何发动机，只要是从前向后看排气凸轮轴在进气凸轮轴的左侧，都可用“上三角、下三角”的方法来确定其配气正时。首先将凸轮的形状进行简化（图1）， 以便对其相位进行描述。进排气凸轮在发动机的一个工作循环内只在活塞两次处于上止点时是左右对称的（图2）。
曲轴皮带轮上的正时点与缸体标记对准时，同一轴线上的2个活塞处于上止点，但它们在象限上却相差180°。一个活塞处于进气象限的起点时（图3），另一个一定是处于做功象限的起点（图4）； 反之一个处于做功，另一个一定处于进气。利用发动机的这一特点，任何车型的配气正时都可以很方便地确定下来，具体方法如下：
1. 直列发动机 这类发动机的气缸列只有1个，所以只要确定1缸的凸轮相位就可以了。将曲轴皮带轮对准正时点，然后将1缸的进排气凸轮置于做功象限的起点——上三角（图4），此时便不难发现发动机厂家所做的正时标记。按照厂家标记对凸轮轴位置进行微调后，挂上正时皮带或链条即完成操作。 2. V6发动机 这类发动机的气缸列有2个，所以需要确定2个缸盖上的凸轮轴相位。将曲轴皮带轮对准正时点，然后将1缸的进排气凸轮置于做功象限的起点——上三角（图4），再将6缸（另一气缸列）的进排气凸轮置于进气象限的起点——下三角（图3），此时便不难发现发动机厂家所做的正时标记。按照厂家标记对凸轮轴位置进行微调后，挂上正时皮带或链条即完成操作。 3. V8发动机 这类发动机的气缸列同样是有2个，所以也需要确定2个缸盖上的凸轮轴相位。将曲轴皮带轮对准正时点，然后将1缸的进排气凸轮置于做功象限的起点——上三角（图4），再将6缸（另一气缸列）进排气凸轮置于进气象限的起点——下三角（图3），此时便不难发现发动机厂家所做的正时标记。按照厂家标记对凸轮轴位置进行微调后，挂上正时皮带或链条即完成操作
第三章配气机构习题二答案 一、填空题 1.发动机的配气机构由气门组和气门传动组两部分组成。 2.发动机凸轮轴的布置形式包括凸轮轴上置、中置式和下置式三种。 3.曲轴与凸轮轴之间的传动方式为齿轮传动、链条传动和齿形带传动。 4.配气机构按气门布置形式可分为顶置式式和侧置式式两种。 5.顶置式气门配气机构的气门传动组由正时齿轮、凸轮轴、挺杆、推杆、调整螺钉、摇臂、摇臂轴等组成。 6.CA6102发动机凸轮轴上的凸轮是顶动挺杆的，偏心轮是推动汽油泵的，螺旋齿轮是驱动机油泵和分电器的。 二、解释术语1.气门间隙：发动机在冷态下时，在气门关闭的状态下，气门杆尾部与摇杆之间留有一定的间隙。 三、判断题（正确打√、错误打×） 1.排气门的材料一般要比进气门的材料好些。（√） 2.进气门头部直径通常要比排气门的头部大，而气门锥角有时比排气门的小。（√） 3.CA1092型汽车发动机凸轮轴的轴向间隙，可通过改变隔圈的厚度进行调整，其间隙的大小等于隔圈厚度减去止推凸缘的厚度。（√） 4.顶置式气门可由凸轮轴上的凸轮压动摇臂顶开，其关闭是依靠气门弹簧实现的。（√） 5.在冷态下，气门脚及其传动机件之间无间隙或间隙过小，热态时，气门会因温度升高而膨胀，势必关闭不严，造成漏气。(√ ) 6.汽车运行中如发现气门响声过大，应及时调整气门间隙，并使间隙值符合原厂家规定。(√ ) 四、选择题 1.安装不等距气门弹簧时，向着气缸体或气缸盖的一端应该是（A）。 A.螺距小的 B、螺距大的 2.下述各零件中不属于气门组的是（C ）。 A.气门弹簧 B.气门座 C.摇臂轴 D.气门导管 3. 气门、气门弹簧、气门弹簧座、气门导管等组成( A )。 A、气门组 B、配气机构 C、气门驱动组 D、顶置气门组 五、问答题 1.气门导管的作用是什么？ 保证气门作直线往复运动，与气门座正确贴合（导向作用）；在气缸体或气缸盖与气门杆之间起导热作用。 2.为什么有的配气机构中采用两个套装的气门弹簧？ 气门弹簧长期在交变载荷下工作，容易疲劳折断，尤其当发生共振时，断裂的可能性更大。所以在一些大功率发动机上采用两根直径及螺距不同、螺旋方向相反的内、外套装的气门弹簧。由于两簧的结构、质量不一致，自然振动频率也因而不同，从而减少了共振的机会，既延长了簧的工作寿命，又保证了气门的正常工作（当一弹簧断折的情况下）。 ③气门重叠角为30°曲轴转角。④进、排气门的开、闭时刻相对于上下止点来说都是早开、迟闭。 3.气门弹簧起什么作用？为什么在装配气门弹簧时要预先压缩？ 保证气门及时落座并紧密贴合，防止气门在发动机振动时发生跳动，破坏其密封性。气门弹簧安装时预先压缩产生的安装预紧力是用来克服气门关闭过程中气门及其传动件的惯性力，消除各传动件之间因惯性力作用而产生的间隙，实现其功用的。
摘要 本课题是在X6110型柴油机的基础上改型设计出X2110N-15型柴油机，即将六缸柴油机改为两缸柴油机。重点介绍了X2110N-15柴油机配气机构的设计，主要是其各零部件的设计。 配气机构的功用就是实现换气过程，即根据发动机气缸的工作顺序，定时的开启和关闭进排气门，以保证气缸排出废气和吸进新鲜空气。配气机构设计的好坏直接影响发动机整体的经济性和动力性，因此配气机构的设计在发动机整体设计上占有相当重要的作用。在气门选择上，采用每缸两个气门的方案，其优点是比较简单、可靠，对于自然吸气式柴油机可以提高新鲜空气的进气量，降低气缸的热负荷，增加气缸的耐久性和使用寿命。气门的驱动采用凸轮轴—挺柱—推杆—摇臂—气门机构。凸轮轴布置形式是下置式，采用的是整体式凸轮轴，这样的凸轮轴结构简单，加工精度高，能有良好的互换性。 本次配气机构的设计，主要包括进、排气门的设计，气门弹簧的设计，以及凸轮轴的设计。 关键词：柴油机，改型，配气机构，气门
ABSTRACT In this topic, we modified design a X2110N-15 diesel engine based on theX6110-type diesel engine.The two-cylinder diesel engine is about to replace the six-cylinder diesel engine.Especially introduces the design of valve timing mechanism of X2110N-15 diesel engines, mainly the design of its various components. The function of valve timing mechanism is to realize the exchange process, namely according to engine cylinder working order, ensure that the intake and exhaust valves open and close at the proper time. The valve gear play a direct impact on the economy and power parameters of the engine, therefore, the design of gas distribution agency in the overall design of the engine play a rather important role. Arranging two-valve per cylinder, the advantages are that it is relatively simple, reliable, for the naturally aspirated diesel engines can improve the fresh air into the cylinder, reduce the heat load of the cylinder to increase the durability of the cylinder and use life. The driving mechanism of valves is camshaft, tappet, pushrod, rocker, valve train. Camshaft arrangement is under the form of home-style, using the integral camshaft, such camshafts have simple structure, high precision machining, and good interchangeability. This design, including exhaust valve, intake valve, valve spring, and camshaft. KEY WORDS: Diesel engine, Modification, Valve timing mechanism, Valve
文档编号 版本 发布日期发动机配气机构计算分析流程 编制：日期： 校对：日期： 审核：日期： 批准：日期：
目 录 1 参数定义 (3) 2 配气机构计算分析和优化流程框图 (7) 3 过程实施 (9) 3.1 AVL-workspace-TYCON软件介绍 (9) 3.1.1简介 (9) 3.1.2 AVL-Workspace Tycon的应用 (9) 3.1.3 AVL-Workspace Tycon主要菜单和主要模块介绍 (9) 3.2配气机构评价指标 (12) 3.2.1 运动学分析和评价 (12) 3.2.2 动力学分析和评价 (15) 3.3配气机构运动学动力学TYCON模型建立 (15) 3.4 凸轮型线评价及配气机构运动学分析 (16) 3.4.1凸轮型线及配气机构运动学分析界面的进入 (16) 3.4.2 Cam Design界面中数据的输入 (17) 3.4.3 凸轮型线评价及配气机构运动学分析 (20) 3.5 配气机构动力学分析 (21) 3.5.1动力学模型的文件和目录说明 (21) 3.5.2仿真计算、参数设置和结果控制 (22) 3.5.3动力学计算后处理 (24) 3.6 配气机构改进和优化 (25) 3.6.1 凸轮型线优化设计流程及界面 (26) 3.6.2 缓冲段设计 (26) 3.6.3 工作段设计 (29) 3.6.4 新凸轮型线的分析 (33) 致谢 (34)
1 参数定义 发动机配气机构计算分析所需参数如表1所示。 表1.1 发动机配气机构计算参数表 单元名称参数单位 旋转激励单元转速输入方式的选择 转速值 rpm或者rad 有无转速波动 凸轮单元基圆半径 mm 型线数据与实际位置偏移角度 deg 凸轮转角转转系数 凸轮升程数据单位与米的转换关系 凸轮型线数据类型 凸轮型线数据 凸轮轴承单元Y方向刚度 N/mm Z方向刚度 N/mm Y方向阻尼 N.s/mm Z方向阻尼 N.s/mm 机油动力粘度 N.s/mm2 相对间隙 轴瓦直径 mm 轴承宽度与轴瓦直径比值 带轮和链轮单元质量 t 转动惯量（扭转） t.mm2 转动惯量（弯曲） t.mm2 相对阻尼 杨氏模量 N/mm2 剪切模量 N/mm2 中截面面积 mm2 质心到第一轴距离 mm 剪切面积率 惯性矩（扭曲） mm4 惯性矩（弯曲） mm4 带的预紧力 N 传动力 N 带的阻尼 N.s/mm 带轮有效半径 mm 带刚度 N/mm 配气相位单元发火次序 deg 载荷数据时间偏移量 s 凸轮中心到接触点的距离矢量 mm