1、基本概念。
从传统意义上讲，6缸发动机是为了满足更大排量和更大功率需求的一种设计，所以一般6缸发动机的排量要大于4缸发动机，但是由于6缸直列会使发动机长度难以安置，于是便生了汽缸呈“V”字形布置的发动机，这就是V型6缸发动机。
V型6缸发动机与直列4缸发动机相比，虽然在长度上大大缩短了，但与直列4缸发动机相比重量上依然是个弱势，因为V6发动机必须有两套进气系统及两个缸盖，部件多，所以发动机较重，而四缸机的重量甚至可以减少30%。然而，重量直接影响的是车辆的动力性和经济性，特别是燃油经济性受到很大的影响，这也是在轿车进一步轻量化的今天直列4缸发动机仍能成为主力发动机的重要因素之一。
2、技术特征。
外形：V6发动机较为宽大，但一般比直列4缸发动机短，在大部分轿车采用前置前驱发动机横置的情况下，发动机舱空间显得非常局促，在安装和维修时的便利性上明显不如直列4缸发动机，同时V6缸发动机的悬置固定的技术要求也更高。
结构：直列4缸发动机的结构简单，加上在发动机舱安放时周围空间较为疏朗，所以缸体的风冷散热性较好。在相同或接近的排量下，四缸机的缸径要大些，所对应的燃烧室的面积也会大些，V6缸发动机缸径小，各缸所对应的燃烧室的面积要小，直列4缸发动机配气机构布置简单，同时缸体、缸盖和曲轴的结构较简单，而V6发动机相比要复杂得多。
特性：相比，在升功率相近的情况下，直列4缸发动机转速稍低，作功频次少于V6发动机，所以V6发动机作功稳定性好，而直列4缸发动机作功稳定性差一些，在高速路上发动机高转速运转时，相对V6发动机的平稳性和噪声稍欠，所以常见直列4缸发动机多利用平衡轴改善其运转平稳性，而加了平衡轴的直列4缸发动机的运转平稳性可以达到与V型6缸发动机非常接近的效果。另外，直列4缸发动机在低速运转时的扭矩特性相对较好，更适合城区环境。
使用：一般说来，直列4缸发动机可以采用较低压缩比，因此一般直列4缸发动机都可
所有产品，而V6缸发动机只适用于大排量的高档车，使用范围小。直列4缸发动机技术成熟，结构简单，容易保证且性能稳定，而V6缸发动机加工工艺上复杂，相对存在质量不稳定因素略多。
维修：由于直列4缸发动机结构简单，质量稳定，维修便利，具有优势，而V6缸发动
术。
3、市场预测。
由于近年来节能环保的普遍呼声，以及发动机技术的不断进步，特别是随着发动机新的电控技术的迅速发展，汽车发动机排量也日趋下降。小排量、涡轮增压、多气门、可变气门、可变进气歧管、缸内燃油直喷等技术已经成为了未来发动机发展的典型技术特征。就目前而言，不少直列4缸发动机已经达到了甚至超过了V6缸发动机的性能。此外，从目前国际汽车制造业的发展来看，汽车制造业已进入微利时代，这就必然会制约其发展投入，高性能的新型直列4缸发动机将具有更广的应用价值。
4、一点建议。
正像我们前面说过的那样，不同的发动机拥有不同的优缺点，很难说谁具有绝对优势。所要特别强调的是，我们在选择发动机的时候，不一定要选择排量最大的，但一定要选择最合适的；不一定选择功率最大的，但一定要选择性价比最高的；不一定要选择技术最先进的，
用时的价值。总之，动力、性能、节能、环保、可靠性、是一个也不能少的。
基于Pro/ENGINEER的发动机运动模拟
发表时间：2010-7-27 来源: 互联网
关键字: Pro/ENGINEER曲柄连杆运动学发动机
本文详细阐述了发动机曲柄连杆机构、配气机构运动模拟模型的构建，对发动机运动学模拟、通用的动力学模拟方法提出了切实可行的工作方法和流程，最后对基于Pro/ENGINEER的发动机运动模拟应用范围进行了分析。
一、发动机运动机构概述
发动机运动机构包括曲柄连杆机构、配气机构、传动机构和起动机构等，其中前两种运动机构是发动机工作的主要运动系统，曲柄连杆机构主要完成发动机往复运动向回转运动的转变，将热能转变为机械能，配气机构是进、排气的控制机构，按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，定时地开闭进、排气门，向气缸供给可燃混合气(汽油机)或新鲜空气(柴油机)并及时排出废气。
本文以德国道依茨公司水冷6缸发动机为例，探讨曲柄连杆机构和配气机构在三维虚拟装配环境进行运动模拟的元件规划、运动约束设置、边界条件和分析要素，图1和图2是在Pro/ENGINEER中创建的发动机模型和主要运动机构模型。
二、曲柄连杆机构运动模型构建
运动模型包括基体和运动件两部分，发动机基体零件主要包括：箱体、附件托架、飞轮壳、油底壳、缸套和缸盖等，缸盖在配气机构安装时进行，如图3所示，元件之间的约束关系为插入、对齐和匹配等常用类型。
曲柄连杆机构包括曲柄飞轮组、活塞连杆组。曲柄飞轮组包括曲轴、飞轮、减震器和皮带轮(图4仅显示曲轴) 等;活塞连杆组包括活塞组和连杆。活塞组包括活塞、活塞销、活塞环和卡簧;连杆组包括连杆身、连杆大头盖和螺栓等。
曲柄连杆机构运动关系的创建：首先安装曲轴，再分别安装6个活塞连杆组。具体运动链接方式如下：
1)曲轴与活塞之间仅旋转自由度;
2)活塞组元件使用完全约束，活塞组与连杆之间仅旋转运动;
3)活塞连杆组与缸套。
曲轴之间仅1个自由度，但是因为元件之间的位置关系具有限制作用，因而使用双自由度约束即可满足运动关系要求，同时保证运动系统没有过约束。元件之间的约束关系如表1所示。
图1 发动机模型图2 曲柄连杆机构和配套机构模型
图3 基体主要零件图4 曲柄连杆机构
三、配气机构运动模型构建
配气机构包括气门组和气门传动组。气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁片和卡簧;气门传动组包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂和气门间隙调整螺钉等，如图5所示。
图5 配气机构
配气机构运动关系的创建：先安装凸轮轴，再分别安装6个配气总成。具体运动链接方式如下：
1)凸轮轴与箱体之间仅旋转自由度，凸轮轴与曲轴之间建立齿轮连接;
2)配气组件的内部元件链接：根据装配需要对配气组件内的元件进行虚拟装配重新划分，包括缸盖基体、摇臂总成、2个进气门组、2个排气门组和2个挺柱推杆组，如图6所示。
图6 单个配气组件
机构装配步骤如下：
1)安装缸盖，创建基体;
2)创建摇臂总成：依次安装2个摇臂座、摇臂轴、进气摇臂和排气摇臂，调整2个螺钉(连接推杆用)、螺母、球头销与球座各4个(连接气门用)，如图7所示;
4)分别创建进气门组、排气门组小总成，如图8所示，使用常用约束(插入、匹配和对齐等)，气门弹簧可以使用挠性装配，但是不对该元件弹性运动模拟，动力学模拟直接使用弹簧图元(参数设置)要素;
图8 进、排气门组
图9 气门组装配
图10 装配挺柱推杆小总成
图11 单个配气组件与箱体的链接图12 配气组件挺柱与凸轮轴链接
5)将进气门组、排气门组各2个和缸盖、球座零件连接，保证接触和平移运动，如图9所示;
6)创建挺柱推杆小总成，先装挺柱，再装推杆，如图10所示;
7)将挺柱推杆小总成的挺柱窝与调整螺钉的球面进行连接，至此完成单个配气组件的元件安装。
将6个单个配气组件依次装配到基体上。要对缸盖与箱体结合面之间、挺柱与箱体导向孔之间、挺柱与凸轮轴之间分别创建连接。前两个连接在标准环境进行，如图11所示;后一个连接为凸轮连接，需要转到机构环境创建，如图12所示。
配气机构主要元件之间的连接关系如表2所示。
四、发动机运动连接关系分析
综合上面创建运动关系的过程可以看出，发动机曲柄连杆机构中用到的约束和连接都是基本约束类型，但是在选用连接类型时要考虑机构的冗余问题，为了保证动力学模拟的方程组算式准确，必须使用恰当的约束连接类型，防止出现过约束。
发动机配气机构中用到的约束和连接既有标准环境下的常用类型，也有机构环境下创建的齿轮、凸轮连接。同时要注意，为了便于后面分析结果物理量的设置，在完全约束运动组件成员时，必须使用连接来实现完全约束，如刚性连接。图13是发动机曲柄连杆机构、配气机构的机构图标显示。
五、发动机运动模拟及结果应用
1.运动类型
发动机运动模拟类型包括运动学、动力学两种类型，二者的区别主要在于运动学模拟不考虑力的作用，不能对作用力、摩擦和阻尼等动力学要素进行分析模拟，运行时间较少，可以使用细节零件构建运动模型;动力学模拟更加侧重力的影响，可以对反作用力、动量和冲量等物理量进行求解，运行时间长，对计算机硬件资源配置要求高，需要针对动力学模拟的目的确定必须的元件，单独构建动力学运动模型，尽量简化模型几何细节。
图13 发动机主要运动关系显示
2.运动学模拟结果应用
发动机运动学模拟可以进行零部件干涉检查、动画制作、凸轮零件反求设计、物理量规律求解以及系统优化等。下面对常用的分析结果应用情况进行举例说明。
(1)干涉检查
干涉检查是三维软件虚拟装配设计最基本的零部件验证功能，分静态检查和动态检查两种使用方式。静态检查操作在Pro/ENGINEER标准环境进行，完成装配后，执行“分析”→“模型”→“全局干涉”，可以查看所有干涉情况，执行“分析”→“模型”→“配合间隙”，可以查看两个零件之间的最小间隙或干涉体积。动态检查操作在机构环境进行，在“回放” 对话框点击“冲突检测设置”，或者“工具”→“组件设置”→“冲突检测设置”，确定是否进行动态干涉检查计算，需要更长的运算时间和更高的计算机硬件资源配置。
(2)动画制作
在Pro/ENGINEER中有专门的Animation动画模块，元件分解、视角变换和显示状态等动画动作需要在该环境设置。在机构模块可以将曲柄连杆机构、配气机构的运动学模拟设置传递到动画模块，将运动模拟作为动画制作的一个环节(时间线或子动画)，实现发动机产品演示动画的准确运行。
(3)技术参数(物理量)规律曲线
通过运动学、动力学模拟可以对发动机的技术参数规律进行输出，Pro/ENGINEER软件提供了丰富的测量量库和强大的测量量定义功能，用户可以方便地定制所需的技术参数规律曲线，图14 和图15是两个常用的技术参数曲线图。
图14 气门行程曲线
图15 活塞行程位移与速度曲线
(4)凸轮轴反求设计
通过设置进气门、排气门的行程运动规律，利用“轨迹曲线”命令的“凸轮合成曲线”选项，可以反求凸轮轴桃形凸轮轮廓曲线，并将曲线用于特征设计，如图16所示。
(5)使用运动包络零件和布尔运算设计零件在发动机零部件设计中，箱体和缸盖是其中的2个关键的重要零件，它们的设计难点之一是确定水道、油道以及其他不规则形状腔体。例如，推杆在配气机构运动过程中的空间范围是通过箱体、缸盖设计确定出运动空间腔体的重要依据。利用机构模拟创建推杆运动包络零件，如图17所示，通过“编辑”→“缩放模型”，放大模型以得到所需要空间范围，利用布尔减运算创建箱体、缸盖零件上推杆的运动空间范围腔体特征。
五、动力学模拟结果应用
动力学模拟因为计算原理远远复杂于运动学模拟，因此运动模型的建立通常采取简化策略，对动力学
模拟没有直接关系的元件要删除，而且对元件进行结构上的简化，在满足动力学分析边界条件的前提下尽可能压缩几何特征，减少计算对象和几何数据，将有限的计算机资源应用到更为关心的力学性能分析上。动力学模拟中的弹簧、阻尼和摩擦等不进行具体建模，而是采用参数设置方法实现。下面以气门弹簧反作用力求解为例说明。
(1)创建单个配气机构组件动力学模型(如图18所示) 根据动力学分析需要，基体仅装配箱体、1个缸盖，运动件装配1个配气组件，4个气门弹簧零件全部隐含，采用机构环境下的弹簧动力图元(需设置弹簧参数)。
(2)定义和运行动力学模拟在凸轮轴上施加旋转速度，启用重力，定义动态分析。
(3)定义测量，查看分析结果配气机构所有零件的强度验证是发动机设计的重要内容，凸轮轴、挺柱、推杆、调整螺钉和球头零件都是机构内的关键过渡件，要想对它们进行有限元分析，必须获得边界的作用力。通过动态运动分析，可以获取这些零件所受的作用力。
表3是反作用测量量定义，这四个物理量的反作用力曲线如图19～图22所示。
六、Pro/ENGINEER发动机运动模拟的应用
范围分析
通过工作实践可以发现，发动机运动模拟因为分析的目的不同，所使用的方法和软件平台也不一样。
(1)使用Pro/ENGINEER可以创建几何细节级的发动机运动学模型，对运动学分析可以方便、顺畅地进行;对于动力学模拟，则必须采取隔离法，构建动力学运动模型时仅仅装配对动力学模拟相关的元件，而且要尽可能地简化几何细节，保证动力学模拟的顺利进行。Pro/ENGINEER环境可以提供方便的边界条件定义、丰富的测量量和扩展以及高效的流程设置，是发动机运动学模拟和通用的动力学模拟的理想平台。
(2)发动机运动模拟除了通用的运动学模拟、动力学模拟，还有针对发动机专业特性的运动模拟，例如发动机特性曲线，专业模拟需要通过大量的发动机试验数据、发动机专业设计思想和经验系数等实现，同时还要将机、电、热以及流体等多学科进行综合分析，这是以CAD为主要功能的三维设计软件所无法完成的，必须借助发动机专业模拟软件平台进行。
图16 凸轮反求设计
图17 推杆运动包络零件
图18 配气机构动力学模型
图19 进气弹簧反作用力图20 排气弹簧反作用力
图21 凸轮反作用图22 调整螺钉反作用
还有针对发动机专业特性的运动模拟，例如发动机特性曲线，专业模拟需要通过大量的发动机试验数据、发动机专业设计思想和经验系数等实现，同时还要将机、电、热以及流体等多学科进行综合分析，这是以CAD为主要功能的三维设计软件所无法完成的，必须借助发动机专业模拟软件平台进行。
1．功用： 配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。进饱排净，四行程发动机都采用气门式配气机构。 2．充气效率 新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率ηv表示。ηv越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。 3．型式 气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。其特点，进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。 气门位于气缸体侧面称为气门侧置式配气机构，由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。省去了推杆、摇臂等另件，简化了结构。因为它的进、排气门在气缸的一侧，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差，逐渐被淘汰。 凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，因而气 门传动另件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。
凸轮轴中置,凸轮轴位于气缸体的中部由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置配气机构。凸轮轴上置,凸轮轴布置在气缸盖上。 凸轮轴上置有两种结构，一是凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，这样既无挺柱，又无推杆，往复运动质量大大减小，此结构适于高速发动机。另一种是凸轮轴直接驱动气门或带液力挺柱的气门，此种配气机构的往复运动质量更小，特别适应于高速发动机. 凸轮轴下置，中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，一般 从曲轴到凸轮轴只需一对正时齿轮 传动，若齿轮直径过大，可增加一个中间齿轮。为了啮合平稳， 减小噪声，正时齿轮多用斜齿。 链条与链轮的传动适用于凸轮轴上置的配气机构，但其工作可 靠性和耐久性不如齿轮传动。近年来高速汽车发动机上广泛采 用齿形皮带来代替传动链，齿形带传动，噪声小、工作可靠、 成本低. 一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。但是由于燃烧 室尺寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。当气 缸直径较大，活塞平均速度较高时，每 缸一进一排的气门结构就不能保证良 好的换气质量。因此，在很多新型汽车 发动机上多采用每缸四个气门结构。即 两个进气门和两个排气门。 4．组成
配气机构整体系统仿真及优化 康黎云司庆九 （重庆长安集团汽车工程研究院CAE所） 摘要：通过A VL EXCITE Timing Drive的仿真，对某机型的配气机构进行动力学计算以了解存在的问题和优化方向。拟定重新设计凸轮型线和调整弹簧参数的优化措施，并用EXCITE Timing Drive进行对比计算，结果表明凸轮型线的设计和弹簧参数的更改达到了优化目的。 关键词：配气机构；动力学；凸轮型线；气门弹簧 主要软件：A VL EXCITE Timing Drive；MSC/NASTRAN 1. 前言 某发动机的配气机构采用四气门单顶置凸轮轴摇臂驱动，其中进、排气侧分别为两同形式的指形从动件摇臂。摇臂驱动形式的配气机构刚度一般比挺柱直接驱动的配气机构要弱，相应其动力性也要差些。现实的问题是：如何从优化配气机构的角度出发，在不提高发动机转速的情况下增加该发动机的功率，同时还必须使配气机构的动力性也满足设计要求，如不出现飞脱、反跳及弹簧并圈等问题。 2. 分析过程 2.1 总体流程 为解决问题，制订以下分析流程，如图1所示： 图1 配气机构分析及优化流程图
2.2 优化前仿真分析 机构的主要全局参数如表1所示： 表1 配气机构主要技术参数 进气侧排气侧 15.5mm 基圆半径 15.5mm 气门正时 466°(曲轴转角) 258°(曲轴转角) 气门包角(含缓冲段) 170° 175° 气门倾角 16° 20° 0.25mm 气门间隙 0.15mm 弹簧预紧力 114N 工作段弹簧刚度 29N/mm 建立整个阀系的EXCITE Timing Drive模型：①. 从凸轮轴前端往后端看，凸轮的布置是排气门、两个进气门、排气门的形式；②. 由于发动机的点火顺序是1-3-4-2，所以对应缸的阀系相位要依次滞后90°；③. 忽略皮带传动对阀系的影响，而直接将转速加载到凸轮轴的最前段的SHPU单元上。整个模型如图2所示： 图2 阀系模型 以下为发动机优化前6000rpm下的动力学计算结果(图3~图6所示)，从各曲线图可以看出，该配气机构在高转速下出现反跳、飞脱和并圈，因此，有必要对该套系统进行优化。优化的措施主要有以下几点： (1) 重新设计进、排气凸轮型线，以避免飞脱和反跳的产生。对于摇臂驱动的凸轮型线，使
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 ）
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。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 湖北文理学院 毕业设计(论文)正文题目 基于PRO/E的四缸内燃机凸轮配气机构的结 构设计及运动仿真分析 专业机械设计制造及其自动化 班级机制0812班 姓名李旭东 学号08116249 指导教师 职称 李梅 副教授 2012年5 月23日
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊基于PRO/E的四缸内燃机凸轮配气机构的结构设计及运动仿 真分析 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。 运用多体力学的方法对配气机构进行了动态仿真分析，采用数字多体程 序的方法，建立了配气系统的理论模型，进行配气机构的运动学、动力学分析，除了得到气门的升程、速度、加速度外，还考虑了摇臂与气门之间的碰撞，以及摇臂支座的柔性。因此得到气门与摇臂之间的碰撞力，摇臂支座的柔性衬套的受力，气门弹簧力，凸轮轴支座反力，气门座反力及凸轮与摇臂之间的压力角等。为凸轮型线、摇臂形状和整个配气机构的设计改进提供了重要依据。 利用pro/e强大的分析仿真功能, 对凸轮式配气机构的运动特性以及弹簧刚度对系统运动的影响进行了仿真分析, 得出弹簧刚度与气门振动的关系图, 为改善系统动力学性能和关键零部件设计提供了依据。利用计算机软件仿真, 有利于降低研发成本并缩短产品的开发周期。 关键词：内燃机；配气机构；凸轮型线；优化设计;汽车；发动机；配气系统；顶置凸轮；动态仿真
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
文献综述 题目 168F汽油机设计——配气机构 二级学院车辆工程学院 专业能源与动力工程 班级 112040601 学生姓名彭元平学号 11204060117 指导教师屈翔职称副教授 时间 2016-3-20
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、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。本文综述了汽油机配气机构的发展现状，论述了对配气机构优化设计的必要性，阐述了发动机配气机构优化设计的发展方向。 关键词：配气机构、凸轮型线、配气相位、气门弹簧。 Abstract： As important part of the internal combustion engine, valve mechanism with right design is a must, for it is directly relevant to power, economic performance, emission performance, reliability and durability of the internal combustion engine. This paper reviewed the gasoline engine valve mechanism from the aspects of the state-of-the-art and the necessities of its optimization design, and set forth the development of engine valve mechanism optimization design. Key words：Air distribution mechanism Cam type line Gas distribution phase Valve spring 1.前言 配气机构是汽油机最重要的组成部分它的功能是实现换气过程，即根据气缸的工作次序，定时的开启和关闭进、排气门，以保证换气充分。一台汽油机的工作是否稳定可靠[1]，噪声与振动是否控制在较低的水平，都与其配气机构设计合理的是密不可分的。配气机构要使各气缸都保持换气良好的状态，使充气系数尽可能的提高，按照工作的需要，科学的开启与关闭进气门和排气门。 随着人们的需求，发动机的设计趋于高速化、高功率化。人们对其性能的要求也越来越高，配气机构作为发动机的配给系统，很大程度的决定了发动机的优劣[2]。所以想要提高发动机的性能，配气机构的优化设计也是必不可少的。随着前人的不断积累，配气机构的供给能力及结构形式都发生了很多改观，下面我将介绍配气机构的发展现状及主要优化形式。 2.凸轮型线的优化 内燃机配气凸轮机构是由配气凸轮驱动的，所以配气机构的这些性能指标在很大程度上取决于配气凸轮的结构。尤其是当发动机转速提高以后，凸轮型线设计的好坏对发动机的充气性能和动力性能的影响更大[3]。最近，海马轿车有限公司的王艳芳、王少辉[4]等汽车工程师做了相应的实验，他们选择了三种不同型线的进气凸轮轴和同
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
本科专业职业生涯设计 姓名 学号 年级 专业 系（院） 指导教师 2010年 4 月 15 日
目录 第一部分 同舟共济，自强不息，我的汽车工程师之路 (5) 前言 (5) 1 自我探索 (5) 1.1 职业兴趣 (5) 1.1.1 自我评估的结果：ECR (5) 1.1.2 职业测评的结果：SRI (6) 1.1.3 职业兴趣探索小结 (6) 1.2 职业能力 (7) 1.2.1 自我评估的结果：RIC (7) 1.2.2 职业测评的结果：RIS (7) 1.2.3 360度评估结果 (8) 1.2.4 职业能力探索小结 (8) 1.3 职业价值观 (9) 1.3.1 职业价值观测评结果 (9) 1.3.2 职业价值观小结 (9) 1.4 个性特征 (9) 2 了解和分析职业 (10) 2.1 世界大背景 (10) 2.2 国内汽车行业行情 (10) 2.3 汽车行业人才需求情况 (11) 3 匹配抉择 (11) 3.1 性格与爱好的匹配 (11) 3.2 性格与价值取向的匹配 (11) 3.3 爱好与价值取向的匹配 (11) 3.4 我的职业目标 (12) 3.4.1 同济大学汽车学院简介 (12) 3.4.2 执行路线 (13)
4 自我监控和调整 (13) 4.1 监控 (13) 4.1.1 目的 (13) 4.1.2 内容要素 (14) 4.2 修正方案 (14) 5 结束语 (14) 第二部分 汽车内燃机配气机构的优化设计 (15) 摘要 (15) ABSTRACT (16) 1 课题背景 (16) 1.1 配气机构的研究历程 (17) 1.2 配气机构优化设计的目的及意义 (17) 2 配气机构简介 (18) 2.1配气机构概述 (18) 2.2配气机构采用的新技术 (20) 2.2.1顶置凸轮轴技术 (20) 2.2.2 多气门技术 (20) 2.2.3 可变气门正时配气机构(VVA) (21) 3 总布置设计 (22) 3.1 气门的布置形式 (22) 3.1.1 气门顶置式配气机构 (22) 3.2 凸轮轴的布置形式 (22) 3.3 凸轮轴的传动方式 (22) 3.4 每缸气门数及其排列方式 (22) 3.5 气门间隙 (23) 4 配气定时工作原理 (23) 5 配气机构的零件和组件 (24) 5.1 气门组 (24)
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？
本科学生毕业设计 基于PRO/E的进排气阀门的运动仿真分析 院系名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 职称： 黑龙江工程学院 二○一二年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree Movement Simulation of Input Air and Outputair Valve of Engine based on Pro/e Candidate： Specialty： Class： Supervisor： Heilongjiang Institute of Technology 2012-06·Harbin
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-engineer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 train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine.This thesis devise the parts shape and dimension for the valve train, obtain the 3D assembly diagram base on model entities by pro-engineer. Importing the valve train to ADAMS software, then creating the constraints and adding drives. Sequentially, analyze the whole organization performance, after get the various data curve from valve train be capable simulation in ADAMS software. Finally, obtain the optimum design of valve train according to various data analysis. Key words: Internal combustion engine; Valve train VPT; Virtual prototyping technology; Modeling; Simulation
第31卷第3期重庆大学学报 Vo.l 31 No .3 2008年3月 Jour nal of Chongqi n g U niversity M ar .2008 文章编号:1000-582X (2008)03-0294-05 内燃机配气机构系统动力学分析 张晓蓉1,2 ,朱才朝2 ,吴佳芸 2 (1.重庆科技学院机械学院,重庆400042;2.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400030) 摘 要:内燃机配气机构直接影响着内燃机的性能和可靠性。论文对顶置四气门配气机构工作过程进行了分析,采用理论计算和实验方法确定了配气机构动力学模型的主要参数,利用AVL / TYCON 分析软件建立了顶置配气机构凸轮轴)摇臂)气门系统的一维动力学分析模型,并对其动态特性进行了数值仿真,验证了动力学模型及分析结果的正确性,为配气机构动态性能的评价和优化提出了理论依据。 关键词:内燃机;配气机构;动力学 中图分类号:TH 132.47 文献标志码:A System Dynam ic Analysis of Engine Valve -train ZHANG X i a o-ro ng 1,2 ,ZHU C a i -cha o 2 ,W U J i a -yun 2 (1.C ollege o fM echan ical Eng i n eeri n g ,Chongqi n g U niversity o f Science and Techno l o gy ,Chongqing 400042,P .R .China ; 2.State K ey Laboratory o fM echan ica lTrans m issi o n ,Chongqing University ,Chongq i n g 400030,P .R.Ch i n a)Abst ract :Va l v e tra i n is the key factor for the perfor m ance and reliab ility of eng ine .W e analyze the w or k i n g m echanis m of over head va l v e train w ith four valves ,and obtained the m a i n para m eters o f dyna m ic m odeli n g w ith t h eore tica l and experi m ental m ethods .On the basis of the above stud i e s ,w e buil d the m odel o f ca m shaf-t rocke-t valve syste m w ith AVL /TYCON soft w are .Its dyna m ic characteristics is si m ulated and ver ified by experi m ents .Th is paper prov ides a theoretical approach for the evaluati o n and opti m izati o n of dyna m ic perfor m ance of valve tra i n .K ey w ords :eng i n e ;va lve -train ;dyna m ics 配气机构是内燃机的重要组成部分,其设计优良与否直接影响内燃机的性能指标。这些指标不仅包括动力性、经济性,也包括运转性能如内燃机的振动、噪声、排放指标和可靠性等,因而开展配气机构系统动力学研究具有重要意义。 配气凸轮机构一直是内燃机研究的重要组成部分,研究内容已从最初单纯的凸轮经验设计,拓展到整个配气机构的运动学与动力学的综合研究。国外自20世纪初就有许多学者开始进行这方面的深入 研究;相比而言,国内则起步较迟,20世纪70年代起才开始全面研究凸轮设计与动力学分析,研究的重点放在凸轮型线设计、多质量动力学研究方面 [1-3] 。目前,国际上已有各种配气凸轮设计软件, 国内也出现了一些类似的软件,这些软件在速度与计算精度上都有所提高。文中以顶置四气门配气机构为例,通过理论计算和利用实验方法确定了配气机构动力学模型的主要参数,利用TYCON 分析软件建立了该配气机构的凸轮轴)摇臂)气门系统动力
发动机配气机构系统的动力学建模及仿真分析 罗卫平,陈曼华,姜小菁,王 (金陵科技学院机电工程学院,江苏南京211169) 摘要:针对发动机配气机构系统,在ADAM S/Engine软件中建立了其虚拟模型,在此基础上,对该机构进行了仿真分析,得到了气门的升程、速度、加速度和摇臂与挺柱的接触力等特性曲线,为配气机构动态性能的评价和优化提出了理论依据,从而为虚拟样机技术在新产品开发中的应用提供了有效方法。 关键词:配气机构;ADAM S/Engine;虚拟样机;多体动力学 中图分类号:U463.33;TP391.9文献标识码:A文章编号:1672-1616(2012)01-0051-04 配气机构的功用是根据发动机每一汽缸内进 行的工作循环顺序,定时地开启和关闭各汽缸的 进、排气门,以保证新鲜可燃混合气或空气得以及 时进入汽缸,并把燃烧后生成的废气及时排出汽 缸。配气机构的传统开发方法往往是多方案的比 较和试凑过程,这种基于物理样机的频繁的试验, 会延长研发周期和增加开发成本。虚拟样机技术 就是在这种情况下产生的一种数字化的研发模式, 即工程师在计算机上建立样机模型,对模型进行各 种动态性能的分析,然后改进样机设计方案,最后 投入生产。本文就是在这样的背景下,以多体动力 学为理论基础,采用美国MDI公司开发的 ADAM S软件。对发动机配气机构进行建模与仿 真,预测实际产品的特性,提供一个全面地研究产 品工作性能的方法。 1多体系统动力学研究的理论基础 随着多体动力学的发展,目前应用于多刚体系 统动力学的方法主要有以下几种:牛顿-欧拉法、 拉格朗日方法论、图论4法、凯恩法、变分法、旋量 法等。ADAMS用刚体i的质心迪卡儿坐标和反 映刚体方位的欧拉角作为广义坐标,即:q i=[x, y,z,W,H,<]T i,q=[q T1,,,q T n]T。采用拉格朗日 乘子法建立系统运动方程[1]: d d t 5T 5q# T - 5T 5q T +f T q Q+g T q#L=Q(1) 式中:T为系统动能;q为系统广义坐标列阵;Q 为广义力列阵;Q为对应于完整约束的拉氏乘子列阵,完整约束方程时,f(q,t)=0;L为对应于非完整约束的拉氏乘子列阵,非完整约束方程时,g(q, q#,t)=0。 2配气机构的动力学建模 配气机构是由凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧、挺柱、气门座等多个构件组成的机械系统,它是由凸轮的旋转带动驱动气门按预定的运动规律开启和关闭来实现配气的过程。ADAM S/Engine提供了多种配气机构部件模型的模板,因此在建立配气机构的模型时只需在ADAMS/Engine软件中选取 正确的模板,然后根据实际部件的特征,修改部件几何参数。如果模型库中不包含要建立的几何部件类型,则可以根据需要建立新的模板,然后导入标准界面进行分析[2]。本文利用ADAM S/Eng ine 模板建立了某柴油发动机顶置凸轮轴式配气机构的多刚体虚拟样机模型,如图1所示。 1)凸轮轴;2)摇臂;3)挺柱;4)气门弹簧; 5)气门;6)气门座 图1配气机构的虚拟样机模型 收稿日期:2011-08-10 作者简介:罗卫平(1973-),女,江苏南京人,金陵科技学院讲师,硕士,主要研究方向为虚拟技术和动力学仿真。
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。
柴油机简介 一、概念 柴油机是以柴油为燃料，利用空气在气缸内被压缩产生的高温高压，使喷入气缸的柴油自燃，并且膨胀作功的内燃机。 柴油机具有结构紧凑，使用可靠，动力性、经济性等技术指标优良，起动迅速，操作简单和维护方便等优点。 二、内燃机的分类 内燃机：汽油机、柴油机、煤气机、燃气轮机 外燃机：蒸汽机和气轮机 常用的往复活塞式内燃机分类方法如下： （1）按燃料分类：有柴油机、汽油机、煤气（包括各种代用燃料）机等。 （2）按一个工作循环的行程数分类：有四冲程内燃机、二冲程内燃机。 （3）按燃料着火方式分类：有压燃式内燃机、点燃式内燃机。 （4）按冷却方式分类：有水冷式内燃机、风冷式内燃机。 （5）按进气方式分类：有自然吸气式内燃机、增压式内燃机。 （6）按气缸数目分类：有单缸内燃机、多缸内燃机。 （7）按气缸排列分类：有直列式内燃机、V型内燃机、卧式内燃机、对置气缸内燃机等。 （8）按转速或活塞平均速度分类：有高速内燃机；中速内燃机；低速内燃机 （9）按用途分类：有农用、汽车用、工程机械用、拖拉机用、铁路机车用、船用及发电用等内燃机。 三、发动机的性能指标 1. 动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。 （1）有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m，有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 （2）有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作Pe，单位为kW。 （3）发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n表示，单位为r/min。 在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功
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）