内燃机气门凸轮机构轮廓动态优化设计

内燃机气门凸轮机构轮廓动态优化设计

一、内燃机配气凸轮机构型线的动力学优化设计(论文文献综述)

谢荣[1](2021)在《高强化柴油机配气机构结构参数动力学优化》文中认为柴油机在强化过程中功率密度提高、转速提升、爆发压力增大,导致配气机构出现可靠性不足、生存周期降低、振动和噪声加剧等问题,容易发生挺柱飞脱和气门反跳等故障,因此有必要对配气机构动力学展开研究,以适应柴油机越来越高的强化要求。本文以12V150型高强化柴油机配气机构为研究对象,从动力学角度展开分析并对结构参数进行优化设计,为工程实践提供参考。主要工作如下:本文基于AVL-TD平台建立了凸轮轴全阀系动力学模型,以结构参数:凸轮轴轴承直径间隙、气门间隙、双弹簧总刚度和双弹簧总预紧力为研究因素,通过单因素分析以及L25(56)正交试验设计,研究了不同结构参数对凸轮接触应力最大值和气门落座力最大值的影响规律及显着顺序。结果表明,对凸轮接触应力最大值影响显着的有:气门间隙>双弹簧总预紧力>双弹簧总刚度,凸轮轴轴承直径间隙的影响不显着;对气门落座力最大值影响显着的有:气门间隙>凸轮轴轴承直径间隙,其余不显着;气门间隙对二者的影响呈矛盾关系。以结构参数为设计变量,分别建立凸轮接触应力最大值和气门落座力最大值的BP神经网络模型,网络模拟误差不超过0.8%,以此作为NSGA-Ⅱ遗传算法的两个适应度函数进行优化求解。将优化后的结构参数应用于动力学模型中,结果表明,各主要动力学目标相比初次设计都有显着改善。在全转速工况下:凸轮接触应力最大值降低4.8%、气门落座力最大值降低8.8%、气门反跳高度最大值降低14.5%,实现了凸轮接触应力最大值和气门落座力最大值的同时降低,优化效果显着,可为高强化柴油机配气机构的设计提供参考。

陈丽萍[2](2021)在《变冲程机用轴移式配气系统及动力学特性研究》文中研究表明变冲程技术可大幅提升内燃机低速扭矩和升功率,满足特种车辆对高动力性能的需求。2/4冲程模式下气门运行频率、启闭正时及升程大不相同,并且该技术要求循环间完成模式切换,目前未见有实用的满足上述要求的配气系统。因此,可变气门驱动(VVA)系统是实现变冲程内燃机(VSE)的关键,对满足特种车辆动力需求有重要的研究意义。本文针对缸径115mm的具有双顶置凸轮轴的2/4冲程内燃机设计了一款实用的轴移式配气系统(ASVS),该系统包括通过花键连接的凸轮轴和凸轮轴套,凸轮轴套上并排布置有2/4冲程凸轮叶片,通过轴向移动凸轮轴套可切换不同的凸轮叶片,进而实现模式切换。ASVS的两个难点在于:(1)短气门开启持续期内设计大气门升程的二冲程凸轮型线;(2)短公共基圆段内设计大切换升程的切换型线。对此,本文进行了以下研究:根据气门运动参数目标,采用多项式函数拟合方法,通过降低凸轮型线前三阶导数来初步优化凸轮型线。基于ADAMS多刚体动力学仿真模型,研究不同模式下的气门动力学特性。研究表明,在二冲程模式下,气门开启持续期不超过80?Ca A,气门最大升程不低于7.4 mm,丰满系数超过0.5;在四冲程模式下,气门开启持续期不超过140?Ca A,气门最大升程不低于8.4 mm,丰满系数超过0.6。内燃机转速3000 r/min内,气门落座速度均低于0.3 m/s,各零件间的接触力满足要求。建立切换过程的数学模型,以降低金属销与凸轮轴套间接触力为目的,提出两种设计切换型线的思路,并在相同的持续期内设计两条切换型线。通过对比分析不同切换型线的曲率和压力角,以及切换过程的动力学曲线,得到更适合ASVS的设计方案。研究表明,降低切换型线的前二阶导数对降低金属销与凸轮轴套间的接触力具有明显效果。本文设计的切换型线均具有较好的动力学性能,能够在内燃机转速3000 r/min内完成快速而稳定的切换。

寇盼[3](2021)在《配气机构凸轮装置的动力学参数对其运动影响的研究》文中进行了进一步梳理配气机构作为发动机系统的重要机构,负责气门的启闭,是保证汽车发动机工作过程中及时换气的结构装置。凸轮机构作为其重要组成构件,往往由于动力学参数选择不合适,导致机构性能下降,严重时引起配气系统运行异常甚至失效,从而带来安全风险。因此,为了保证系统运行中配气机构的气门按时打开关闭,研究动力学参数对气门动态特性的影响十分必要。本文主要分析了配气凸轮机构动力学参数对气门启闭段短摇臂端输出位移与凸轮升降程误差的影响,并利用Adams验证了该研究结果,同时,分析了动力学参数对间歇期气门残余振动的影响规律。引入Hertz接触与弹流润滑理论建立凸轮副接触模型,采用线性转化方法消去摇臂两侧的传动比,建立了一组配气机构单元的五自由度动力学模型,求解得到了配气机构各构件的输出位移。结果表明在气门启闭段,短摇臂端输出位移与凸轮升降程存在误差;在凸轮间歇期,配气机构产生严重的残余振动。分析了凸轮机构、挺柱、挺杆、摇臂、气门弹簧的刚度和阻尼对气门启闭段短摇臂端输出位移的影响,结果表明阻尼对其影响很小。此外,为研究短摇臂端与凸轮升降程曲线的误差,改进常规曲线相似性判别方法,建立了曲线相似性衡量指标。研究了主要参数凸轮副等效接触刚度KHE、挺柱与挺杆间等效接触刚度KTP、挺杆与短摇臂间接触刚度KPA及气门弹簧刚度KE对短摇臂端与凸轮升降程误差的影响,结果表明,随着KHE、KTP、KPA的增大,短摇臂端与凸轮升降程误差逐渐减小至基本稳定;随着KE的增大,二者的误差刚开始基本不变后逐渐增大。通过Adams建立配气机构单元的仿真模型,分析了不同的动力学参数对气门启闭段短摇臂端输出位移与凸轮升降程误差的影响规律,验证理论分析的正确性。以振动位移有效值作为评价指标,分析了凸轮机构、挺柱、挺杆、摇臂、气门弹簧的刚度和阻尼对间歇期配气机构气门残余振动的影响。结果表明,随着KHE、KTP、KPA、摇臂刚度KA、摇臂与气门间接触刚度KAV和摇臂结构阻尼CA的增大,气门残余振动逐渐减小至基本稳定;随着KE、凸轮副等效阻尼CHE、挺柱与挺杆间等效接触阻尼CTP、挺杆与短摇臂间接触阻尼CPA和气门弹簧阻尼CE的增大,残余振动逐渐减小;随着长摇臂端与气门间接触阻尼CAV的增大,残余振动逐渐增大。最后,利用PSO算法求解了配气机构权衡整体运动特性的优化值,并基于Adams验证该组值的正确性。本文的工作系统分析了配气机构动力学参数对气门启闭段短摇臂端输出位移与凸轮升降程误差及间歇期气门残余振动的影响规律,目的是使各构件能按照预定的要求精度稳定工作,为配气系统中动力学参数的选择提供了借鉴,对配气机构的精确运行和设计改进具有重要意义。

邹鹏[4](2020)在《一种新型全可变气门升程机构的正向开发及其应用研究》文中指出连续可变气门升程(Continuously Variable Valve Lift,CVVL)技术通过改变进气门升程和开启持续期控制进气量和负荷,从而取消节气门,降低汽油机部分负荷的泵气损失,是提高发动机部分负荷性能最有前景的技术之一。目前工程应用的机械式CVVL技术解决方案需要配合液压式可变气门正时(Variable Valve Timing,VVT)技术使用,系统跟随性差,响应速度慢,机构庞大,成本昂贵,控制策略复杂,开发周期长。为此,本课题组提出了一种新型的具有自调节气门正时功能的机械式连续可变气门升程(Continuously Variable Valve Lift and Timing,CVVLT)系统。该系统通过调节凸轮轴枢轴中心来改变气门的动作,利用一个调节电机同时控制气门升程和正时,取消了进气液压VVT,具有简单小巧、稳定可靠、成本低廉和响应迅速等优点。本文针对CVVLT系统进行了相关的研究,具体内容和结论如下:(1)搭建了原机GT-power模型,通过性能仿真初步确定气门升程曲线的主要参数,基于提出的结合性能仿真的型线设计方法对CVVLT系统的关键零部件进行了正向开发。综合GT-suite中的多体动力学模型和GT-Power发动机性能仿真模型的计算结果,对设计型线进行了优化和验证。型线优化设计的结果与设计目标值吻合良好,进气门动力学参数与原机相当,CVVLT发动机性能预测结果符合预期。成功制造和搭载了CVVLT系统,通过缸盖冷机试验平台对设计方法和CVVLT系统的功能进行了验证,验证结果符合预期。(2)开展了汽油机泵气损失的形成机理分析,并对CVVLT原理样机和原机的泵气损失共性特征进行了对比分析,讨论了原机与CVVLT原理样机的泵气损失理论极限。基于CVVLT原理样机和原机的台架试验结果,围绕汽油机经济性分解后的影响因素,进行了CVVLT系统对汽油机经济性影响的量化分析,试验结果分析表明:与原机相比,CVVLT原理样机采用气门升程控制负荷,由于部分负荷没有了节气门的节流损失,进气压力更高,泵气损失降低明显。发动机转速为1500r/min、2000r/min和3000r/min时,泵气损失分别较原机最多降低了23%、25%和22%,燃油经济性得到改善。2000r/min平均有效压力2bar和3000r/min平均有效压力2bar工况的有效热效率分别较原机提高了6.9%和8.1%。(3)基于原机一维仿真模型、设计结果和试验结果,搭建了CVVLT发动机一维仿真模型。基于该模型对CVVLT发动机进气门正时对换气过程和燃烧过程的影响进行了性能仿真分析,仿真结果表明:推迟CVVLT发动机部分负荷的进气门开启时刻,进气过程气门内外压差增大,进气流速增加,气缸容积增大,进气量增加。较大的气门升程可以减小气门的局部节流损失和推迟气门关闭时刻。基于该结果对CVVLT发动机的小负荷工况正时和升程进行了匹配优化,优化结果降低了1%到2%的燃油消耗率。(4)搭建了CVVLT发动机Converge三维仿真模型,开展了CVVLT原理样机进气门正时对缸内流动的影响研究。仿真结果表明:部分负荷工况下推迟CVVLT发动机的进气门开启时刻,进气过程中缸内滚流比和湍动能都得到增加。CVVLT发动机进气门关闭后,活塞继续下行会使湍动能不断耗散,当进气门关闭时刻提前时,进气后期活塞继续下行的距离更长,湍动能的耗散时间更长。此外,CVVLT发动机进气门越早关闭,缸内的滚流比更小,缸内流场更趋向于无序状态,更多的气体分子碰撞在缸壁上,气体分子之间的粘性耗散更多,气缸内的湍动能耗散地更快。因此,气门越早关闭,点火时刻的湍动能越弱,湍动能集中的区域也离火花塞越远,点火后火焰传播速度越慢,燃烧持续期越长。由于CVVLT发动机采用进气门早关策略,所以燃烧持续期比原机更长。本文的研究扩展了CVVL技术的实现形式,深入揭示了CVVLT系统对汽油机经济性的改善效果,明确了CVVLT原理样机的优化方向,为CVVLT系统的工程开发提供了理论指导。

陶文祝[5](2020)在《基于配气机构改进的高速汽油机动力性提升研究》文中指出配气机构作为往复活塞式发动机的重要控制机构,不仅控制着发动机的换气过程,还必须保证燃烧室在气门关闭时的有效密封。因此,配气机构性能设计的好坏直接决定着发动机的动力性、经济性、振动噪声、工作平稳性及可靠性。近年来,随着发动机朝着高速化、高功率、轻量化及低噪声的方向发展,配气机构的工作条件日渐恶化,不仅需要保证发动机具有较高的充气效率,还必须保证高速工作时仍能平稳可靠,这对配气机构提出了更高的要求。因此,必须对配气机构进行合理设计,以满足发动机工作循环的要求。本文以某企业的一款高速汽油机为研究对象,针对其在样机开发试验中出现的配气机构工作不平稳和发动机中高速动力性不足的问题,采用仿真与试验相结合的研究方法,对该配气机构进行系统研究,解决了原机配气机构的原有设计缺陷,不仅大大提升了发动机性能和市场竞争力,缩短了开发周期,还为配气机构的正向设计提供了一种系统性分析思路,具有一定的学术参考价值和工程应用实践的现实指导意义。本文的主要研究内容有:1、机构建模及问题分析。应用AVL Excite Timing Drive建立了原机配气机构的运动学与动力学模型,通过进一步的运动学与动力学计算分析,并将各评价指标计算结果与工程许用值进行比对分析发现,原机配气机构丰满系数偏低,凸轮曲率半径与润滑系数过小,凸轮最大跃度与最大接触应力过大,凸轮缓冲段高度与气门间隙匹配不良、凸轮丰满系数偏低以及凸轮与挺柱工作过程中多次出现接触应力为零等,导致原机凸轮飞脱及磨损风险增加,配气机构振动过大以及发动机动力性不能充分发挥等问题,严重地影响着配气机构的正常工作。2、整机性能分析及改进方案提出。应用GT-Power建立了该高速汽油机的性能仿真模型,并采用原机台架试验数据进行了模型标定,以保证模型计算结果用于指导实践的有效性。进而,通过分析气门升程、缓冲段高度、配气相位、丰满系数及气门开启方式等配气机构主要参数对发动机性能的影响规律,找出了原机中高速动力性不足的原因,并提出了提升中高速动力性的改进方案。3、改进设计及优化。结合原机配气机构存在的问题及发动机中高速动力性的提升方案,对进、排气凸轮型线进行了改进设计,并对改进后配气机构进行了运动学与动力学校核。分析结果表明,采用改进凸轮型线后,原机配气机构存在的问题全部得到解决,配气机构改进方案运动学与动力学合理,满足使用要求。4、试验验证及性能比较。对改进方案进行了发动机外特性试验与耐久性试验,以分别对发动机外特性及配气机构可靠性进行试验验证。试验结果表明,配气机构改进后工作平稳可靠,并且发动机中高速动力性显着提升,其中外特性上中高速动力性平均提升4.6%,同时燃油经济性也得到了一定程度地改善,其中外特性上经济性平均提升1.2%,很好地达到了预期开发目标。因此,配气机构改进方案切实可行。

马超[6](2018)在《内燃机配气机构的技术现状及发展探讨》文中研究说明内燃机的性能主要受到配气机构控制内燃机的换气过程的影响,配气机构的设计优劣直接关系着内燃机是否能够充分发挥自身的性能。因此,本文主要以现代内燃机配气机构的技术应用现状为出发点,探讨了其重点发展方向以及提出改进技术的相关措施,以供参考。

吴祖传[7](2018)在《配气机构动力学及挺柱磨损试验性研究》文中提出柴油机结构主要有活塞连杆组件,曲轴与飞轮,配气机构,燃烧室及供油匹配,冷却系统,润滑系统等组成,可见配气机构是内燃机的重要组成部分,这些机构都是有它们独特的且无可替代的作用。配气机构的设计是否合理会影响到内燃机的动力性能,以及内燃机工作的稳定性和持久性。随着世代的变迁,人们对技术的要去越来越高,面对着越来越快的工作效率,提高和优化配气机构的设计就显得越来越重要。配气机构由进排气门、凸轮、挺柱、推杆、摇臂以及气门弹簧组成。要改进配气机构需要了解配气机构在工作是具体的运动过程还要从它的组成部门这些方面入手。本文以全柴厂农用四气门柴油机配气机构作为研究对象。在参考了一些国内外的相关文献,就柴油机配气机构的发展现状及有关情况作出了基本的介绍。并且就配气机构的动力学特性进行了研究分析,对相应的参数作出了计算说明,而且对凸轮型线进行了相应的优化设计。并就凸轮-挺柱这对运动副出现的磨损问题,提出优化方案并作出实验验证。第一步,是利用了实验机上原凸轮,利用其图纸升程表,在用MATLAB这款软件可以得到凸轮速度曲线图,加速度曲线图。其相应的参数数据就可以得出来了,例如丰满系数,最小曲率半径,以及凸轮-挺柱副之间接触面的最大接触应力。这是很重要的准备步骤,为后文的实验研究提供了数据基础。然后,在保持原有的动力性能基础上,通过改变凸轮来优化设计,具体是采用等加速-等速缓冲段以及高次多项式工作段。可以得出很多组不同的新的设计参数,利用MATLAB软件,那么就会得出很多组不同的凸轮型线。对这些不同的多组曲线做出动力学分析通过对比选出最优凸轮型线。其次在针对出现的1.5mm的挺柱磨损进行具体的分析,本文在分析的时候一共分析了四种可能的影响因素,影响因素分别是润滑状态,凸轮-挺柱副的接触面处接触应力,以及材料的匹配情况和凸轮-挺柱副之间的粗糙度及配合公差。得出润滑状态,材料以及粗糙度和配合公差并不是影响的主要因素。最后针对可能是接触应力过大造成出现1.5mm磨损。通过分析影响接触应力的因数,得出是弹簧力和最小曲率半径能很大程度影响接触应力。通过优化设计,然后在做实验进行验证。

王一[8](2018)在《汽油机配气机构的分析及优化》文中认为配气机构对发动机的动力性能、经济性起关键性作用,随着发动机向着高功率、高速度的方向发展,更要求其在高速运转的情况下稳定可靠的工作,而且要使配气机构的运动学性能和动力学性能良好。本文主要的研究内容如下:(1)本文针对某款顶置凸轮轴汽油机配气机构,利用发动机配气机构分析软件,建立发动机配气机构的运动学和动力学模型,根据配气机构在运动学性能和动力学性能上的要求,分析并找出其在当前配气凸轮型线下配气机构存在的问题。(2)对配气凸轮型线进行重新设计,包括缓冲段和工作段,缓冲段选用简谐运动规律,工作段选用多项式动力学运动规律,并对凸轮型线工作段设计参数进行正交试验优化设计,找到最优解。对新设计凸轮型线后的配气机构进行运动学及动力学分析,结果表明配气机构运动学和动力学性能均得到改善。此外,又分析了气门间隙与气门落座力之间的关系。(3)利用AVL-BOOST软件建立汽油机的整机模型,对发动机的整机性能进行仿真,通过对原机和改进凸轮型线的输出性能进行对比,结果表明改进型线后的整机性能比原机整机性能有较大的提升,达到了预期目标。此外,讨论了发动机配气相位的进、排气提前角对发动机性能(功率)的影响,结果表明可以通过调整进气提前角和排气门提前角,增大低速或者高速下发动机功率。

侯庆东[9](2016)在《发动机配气凸轮型线的动力学优化研究》文中进行了进一步梳理配气机构是内燃机的重要组成部分,配气凸轮型线的设计好坏对内燃机性能指标有着重要的影响。在配气凸轮型线时,既希望凸轮型线具有较大充满系数,又要求配气机构运动平稳,这两者相互矛盾,如何实现其最佳匹配,是配气凸轮型线动力优化设计要解决的问题。目前常用的函数凸轮型线,由于受曲线型式的限制,优化后的凸轮型线只是在该曲线型式下的最优解。B样条曲线采用控制顶点的方法定义曲线,调整具有较大的灵活性,而且易于实现标准化计算机编程设计。本文借助B样条曲线构建凸轮型线,能灵活地调整凸轮从动件的位移、速度和加速度曲线形状,并使位移曲线达到高于二阶的连续和光滑。同时,建立了配气机构的单质量动力学模型,可对配气机构的动态性能进行评价。在此基础上,采用复合形法,对配气凸轮型线进行了以丰满系数为目标函数,以凸轮与挺柱间接触应力等为约束条件的动力学优化设计,并开发了配气凸轮型线动力学优化的应用软件。借助该软件,针对某柴油机进气凸轮型线进行了优化,结果表明:优化后凸轮型线的充气性能可得到明显改善,配气机构的动力学性能与原型线相当。

胡孝明[10](2016)在《滑块式气门配气机构结构设计和仿真分析》文中认为配气机构作为内燃机的重要组成部分,其设计的是否合理直接影响到内燃机的动力性、经济性、工作可靠性以及使用寿命。因此,配气机构的结构研究是目前内燃机研究的一个重要方向。随着环境恶化和人们对内燃机的排放要求和动力性能需求不断提高,使得新型结构的配气机构的开发和使用变得迫切。针对这样的情况,本课题是根据对配气机构结构的开发和研究,设计的一种新型结构配气机构——滑块式气门配气机构。本研究是在大量阅读国内外有关文献的基础上,结合S195柴油机配气机构并在原配气机构结构的基础进行结构改进。首先,设计滑块式配气机构的结构,并根据图纸在UG中建立滑块式进、排气门,气门座,进、排气门弹簧等实体模型。其次,根据配气机构的动力学特性和对内燃机性能匹配需求,利用MATLAB软件进行凸轮轮廓的解析法辅助设计,得到实体模型,与前面得到的实体模型进行装配。同时,计算这些零部件的质量、刚度、阻尼,运用ADAMS软件建立滑块式配气机构多刚体动力学仿真模型。最后,在ADAMS环境下,进行了内燃机配气机构的动力学仿真分析,得出了滑块式进、排气门升程、速度、加速度、凸轮与滑块式气门间的接触力、气门弹簧质心位移等曲线,其中动力学仿真重点分析了两气门的速度、加速度的特性;在不同转速下滑块式气门结构性能参数进行分析;同时也分析了气门弹簧对滑块式气门配气机构性能的影响。除此之外,还讨论了不同曲轴转速对气门加速度的性能影响。滑块式气门配气机构通过多刚体动力学仿真分析得到的结果曲线与设计理论曲线基本一致,各个零件的受力都在许用范围以内。进而得出传动零件少的滑块式气门配气机构的可行性,这对配气机构结构创新具有很大意义。

二、内燃机配气凸轮机构型线的动力学优化设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、内燃机配气凸轮机构型线的动力学优化设计(论文提纲范文)

(1)高强化柴油机配气机构结构参数动力学优化(论文提纲范文)

摘要
abstract
1.绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 配气机构动力学研究现状
    1.3 凸轮型线设计研究现状
    1.4 主要研究内容
2.配气机构动力学模型建立与分析
    2.1 配气机构动力学模型理论基础
    2.2 配气机构动力学建模
    2.3 配气机构动力学模型评价
    2.4 本章小结
3.结构参数对配气机构动力学影响分析
    3.1 凸轮轴轴承直径间隙单因素分析
    3.2 气门间隙单因素分析
    3.3 双弹簧总刚度单因素分析
    3.4 双弹簧总预紧力单因素分析
    3.5 结构参数正交试验及分析
    3.6 本章小结
4.配气机构结构参数动力学优化
    4.1 结构参数与动力学结果的BP神经网络建模
    4.2 基于NSGA-Ⅱ算法的结构参数多目标优化
    4.3 配气机构动力学优化结果分析
    4.4 配气机构动力学优化前后结果对比
    4.5 本章小结
5.总结与展望
    5.1 研究总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢

(2)变冲程机用轴移式配气系统及动力学特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1.绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 有凸轮式VVA系统
        1.2.2 无凸轮式VVA系统
    1.3 本文主要研究内容
2.ASVS模型
    2.1 设计目标与方案
    2.2 系统搭建与工作原理
    2.3 设计难点
    2.4 本章小结
3.ASVS固定模式下动力学特性
    3.1 凸轮型线设计准则及目标
    3.2 凸轮型线设计方法及流程
    3.3 二/四冲程凸轮型线设计结果
        3.3.1 二冲程凸轮型线
        3.3.2 四冲程凸轮型线
    3.4 ASVS动力学仿真
        3.4.1 ADAMS多刚体动力学模型
        3.4.2 二冲程模式下仿真结果分析
        3.4.3 四冲程模式下仿真结果分析
        3.4.4 气门与活塞运动曲线
    3.5 本章小结
4.ASVS切换模式下动力学特性
    4.1 切换过程响应特性分析
    4.2 力学模型搭建
    4.3 进气切换型线设计
        4.3.1 设计理论及流程
        4.3.2 进气切换型线设计结果
        4.3.3 不同切换型线动力学分析
        4.3.4 切换过程中零件间受力分析
    4.4 排气切换型线设计
    4.5 本章小结
5.结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(3)配气机构凸轮装置的动力学参数对其运动影响的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 凸轮机构设计研究
        1.2.2 凸轮机构特性研究
    1.3 课题的提出
    1.4 论文的内容介绍
2 配气机构动力学建模
    2.1 配气机构动力学模型建立
        2.1.1 凸轮副接触力学模型建立
        2.1.2 凸轮副接触模型的参数分析
        2.1.3 动力学模型建立
    2.2 模型简化
        2.2.1 摇臂两侧参数转化
        2.2.2 微分方程的建立
    2.3 数值求解
        2.3.1 从动件运动规律的选取
        2.3.2 数值求解
    2.4 本章小结
3 动力学参数对升程降程的影响
    3.1 主要影响参数的确定
        3.1.1 刚度对升程降程的影响
        3.1.2 阻尼对升程降程的影响
    3.2 基于距离和方向的曲线相似性衡量指标
    3.3 主要参数对升程降程的影响
        3.3.1 凸轮副等效接触刚度对短摇臂端升程降程的影响
        3.3.2 挺柱与挺杆间等效接触刚度对短摇臂端升程降程的影响
        3.3.3 挺杆与短摇臂间接触刚度对短摇臂端升程降程的影响
        3.3.4 气门弹簧刚度对短摇臂端升程降程的影响
    3.4 本章小结
4 基于Adams验证动力学参数对升降程误差的影响规律
    4.1 建模与分析
        4.1.1 分析方法
        4.1.2 三维模型建立
        4.1.3 仿真结果
    4.2 基于Adams的升降程误差分析
        4.2.1 凸轮副等效接触刚度对短摇臂端升降程误差的影响
        4.2.2 挺柱与挺杆间等效接触刚度对短摇臂端升降程误差的影响
        4.2.3 挺杆与短摇臂间接触刚度对短摇臂端升降程误差的影响
        4.2.4 气门弹簧刚度对短摇臂端升降程误差的影响
    4.3 本章小结
5 动力学参数对残余振动的影响
    5.1 刚度对残余振动的影响
        5.1.1 凸轮副等效接触刚度对残余振动的影响
        5.1.2 挺柱与挺杆间等效接触刚度对残余振动的影响
        5.1.3 挺杆与短摇臂间接触刚度对残余振动的影响
        5.1.4 摇臂刚度对残余振动的影响
        5.1.5 长摇臂端与气门间接触刚度对残余振动的影响
        5.1.6 气门弹簧刚度对残余振动的影响
    5.2 阻尼对残余振动的影响
        5.2.1 凸轮副等效阻尼对残余振动的影响
        5.2.2 挺柱与挺杆间等效接触阻尼对残余振动的影响
        5.2.3 挺杆与短摇臂端间接触阻尼对残余振动的影响
        5.2.4 摇臂的结构阻尼对残余振动的影响
        5.2.5 长摇臂端与气门间接触阻尼对残余振动的影响
        5.2.6 气门弹簧阻尼对残余振动的影响
    5.3 配气机构动力学参数的选择依据
    5.4 本章小结
6 PSO算法优化分析
    6.1 PSO原理
    6.2 .优化分析
        6.2.1 目标方程
        6.2.2 优化参数
        6.2.3 约束条件
        6.2.4 结果分析
        6.2.5 Adams分析优化解
    6.3 本章小结
7 结论与展望
    7.1 本文的主要工作及结论
    7.2 建议与展望
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表的论文
致谢

(4)一种新型全可变气门升程机构的正向开发及其应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 CVVL技术概述
        1.2.1 CVVL技术原理
        1.2.2 CVVL技术的优势
    1.3 CVVL技术研究现状及应用
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 论文主要研究内容和意义
第2章 研究平台的搭建
    2.1 引言
    2.2 台架试验平台
        2.2.1 试验发动机原机介绍
        2.2.2 CVVLT原理样机介绍
        2.2.3 发动机的台架测试系统
        2.2.4 台架试验内容
        2.2.5 数据处理
    2.3 缸盖冷机试验平台
        2.3.1 气门机构性能综合检测装置
        2.3.2 检测装置的数据采集与处理
    2.4 GT-Power一维仿真平台
        2.4.1 GT-Power软件
        2.4.2 原机一维仿真模型
        2.4.3 CVVLT发动机一维仿真模型
    2.5 Converge三维仿真平台
        2.5.1 Converge软件
        2.5.2 湍流模型
        2.5.3 燃烧模型
        2.5.4 传热模型
        2.5.5 边界条件和模型验证
    2.6 本章小结
第3章 CVVLT系统的正向设计
    3.1 引言
    3.2 CVVLT系统的结构与原理
        3.2.1 CVVLT机构的基本结构
        3.2.2 CVVLT升程调节机构的工作原理
        3.2.3 CVVLT机构驱动系统的工作原理
        3.2.4 CVVLT系统的气门正时调节原理
        3.2.5 CVVLT系统与Valvetronic系统对比
    3.3 CVVLT系统关键零部件的正向设计
        3.3.1 基于数值模拟的气门运动参数确定
        3.3.2 中间摇臂型线的设计
        3.3.3 凸轮型线的重建
        3.3.4 基于数值模拟的型线优化
        3.3.5 系统功能性试验验证
    3.4 本章小结
第4章 CVVLT系统对汽油机经济性的影响
    4.1 引言
    4.2 传统汽油机的换气过程
        4.2.1 充量系数
        4.2.2 泵气损失
    4.3 CVVLT原理样机和原机的换气过程
        4.3.1 CVVLT原理样机和原机的泵气损失
        4.3.2 泵气损失理论极限
    4.4 CVVLT系统对汽油机经济性影响的量化分析
        4.4.1 汽油机经济性能的分解
        4.4.2 CVVLT系统对汽油机经济性的影响
    4.5 本章小结
第5章 CVVLT发动机进气门正时的仿真研究
    5.1 引言
    5.2 进气门正时对经济性能的影响研究
        5.2.1 换气过程分析
        5.2.2 燃烧过程分析
        5.2.3 进气门升程与正时的匹配优化
    5.3 进气门正时对缸内流动的影响研究
        5.3.1 分析工况介绍
        5.3.2 部分负荷换气过程的分析
        5.3.3 大负荷燃烧过程分析
    5.4 本章小结
全文总结
创新点
工作展望
参考文献
附录 A 攻读博士期间的科研成果
附录 B 攻读博士期间课题参与情况
致谢

(5)基于配气机构改进的高速汽油机动力性提升研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 发动机数值模拟技术研究现状
        1.2.2 发动机动力性提升方法研究现状
        1.2.3 配气机构研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
    1.4 本章小结
2 配气机构设计理论及方法
    2.1 配气机构设计准则
    2.2 配气凸轮型线设计方法
        2.2.1 基圆半径的确定
        2.2.2 缓冲段的设计
        2.2.3 工作段的设计
    2.3 配气机构运动学与动力学分析
        2.3.1 配气机构运动学分析
        2.3.2 配气机构动力学分析
    2.4 配气机构动力学优化设计模型
    2.5 本章小结
3 原机配气机构模型搭建及分析
    3.1 AVL Excite Timing Drive专业软件介绍
    3.2 汽油机及其配气机构基本参数
    3.3 配气机构仿真模型的建立
        3.3.1 配气机构仿真模型搭建
        3.3.2 仿真模型参数获取及设置
    3.4 原机配气机构运动学分析
        3.4.1 原机运动学评价指标极值分析
        3.4.2 原机运动学评价指标工作循环内变化情况分析
    3.5 原机气门与活塞是否发生干涉校核
    3.6 原机配气机构动力学分析
        3.6.1 基于转角变化的动力学特性分析
        3.6.2 基于转速变化的动力学特性分析
    3.7 原机配气机构分析结果总结
    3.8 本章小结
4 配气机构参数对发动机性能影响分析
    4.1 GT-Power专业性能模拟软件介绍
    4.2 GT-Power相关理论基础
        4.2.1 管内流动数学模型
        4.2.2 热传导数学模型
        4.2.3 管内流动损失数学模型
        4.2.4 缸内燃烧数学模型
    4.3 发动机性能仿真模型搭建与标定
        4.3.1 发动机性能仿真模型搭建及参数设置
        4.3.2 发动机性能模型标定
    4.4 配气机构主要参数对发动机性能的影响分析
        4.4.1 气门最大升程对发动机性能的影响
        4.4.2 缓冲段高度对发动机性能的影响
        4.4.3 改进方案基本参数确定后气门与活塞干涉校核
        4.4.4 配气相位对发动机性能的影响
        4.4.5 丰满系数对发动机性能的影响
        4.4.6 气门开启方式对发动机性能的影响
    4.5 发动机中高速动力性提升方案总结
    4.6 本章小结
5 配气机构改进设计
    5.1 配气机构优化改进思路
    5.2 凸轮型线改进设计
        5.2.1 缓冲段的设计
        5.2.2 工作段的设计
    5.3 使用改进凸轮型线的配气机构运动学分析
        5.3.1 改进配气机构运动学评价指标极值分析
        5.3.2 改进配气机构运动学评价指标工作循环内变化情况分析
    5.4 使用改进凸轮型线的配气机构动力学分析
        5.4.1 基于转角变化的动力学特性分析
        5.4.2 基于转速变化的动力学特性分析
    5.5 改进配气机构与原机对比分析
        5.5.1 配气机构主要技术参数对比
        5.5.2 配气机构工作平稳性对比
        5.5.3 发动机性能对比
    5.6 改进方案试验验证
        5.6.1 发动机外特性试验
        5.6.2 发动机耐久性试验
    5.7 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

(7)配气机构动力学及挺柱磨损试验性研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 本课题的研究意义和背景
    1.2 柴油机的工作原理概述
    1.3 目前配气机构的发展现状
    1.4 配气机构有关论述
        1.4.1 配气机构的组成
        1.4.2 配气机构的种类
        1.4.3 配气机构总体布置
        1.4.4 配气机构的工作原理
    1.5 凸轮-挺柱副的相关概述
        1.5.1 凸轮与挺柱的磨损种类
        1.5.2 磨损的原因分析
    1.6 国内外目前凸轮型线设计方案
    1.7 本文的研究内容
第二章 机构的动力学计算
    2.1 单质量模型
    2.2 多质量模型
    2.3 配气机构动力学的相关参数原始数据的确定
    2.4 小结
第三章 凸轮型线设计
    3.1 凸轮型线的构成
    3.2 凸轮的型线设计
        3.2.1 凸轮型线类型选择
        3.2.2 工作段设计
        3.2.3 缓冲段的设计
    3.3 凸轮型线的拟合
    3.4 本章小结
第四章 凸轮-挺柱摩擦副的磨损分析
    4.1 凸轮-挺柱的磨损现象
    4.2 凸轮-挺柱出现磨损的原因分析
        4.2.1 凸轮-挺柱副的接触应力
        4.2.2 凸轮-挺柱副的润滑情况
        4.2.3 凸轮-挺柱副的材料情况
        4.2.4 挺柱和挺柱孔的配合
    4.3 本章小结
第5章 磨损问题的改善和实验
    5.1 影响接触应力的其他因素
    5.2 从优化弹簧来减小接触应力
    5.3 从优化凸轮型线来减小接触应力
    5.4 验证
    5.5 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献

(8)汽油机配气机构的分析及优化(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 本文的研究背景和意义
    1.2 发动机配气机构技术的发展现状
        1.2.1 配气机构基本形式
        1.2.2 可变气门正时技术和可变气门升程技术
        1.2.3 无凸轮电磁气门配气机构
    1.3 配气机构国内外研究现状
    1.4 本课题主要研究内容
第二章 配气机构凸轮型线设计基本理论
    2.1 配气机构凸轮型线设计路线
    2.2 配气凸轮型线评价准则
    2.3 凸轮型线缓冲段的设计
        2.3.1 缓冲段设计的必要性
        2.3.2 缓冲段参数
        2.3.3 典型缓冲段类型
    2.4 凸轮型线工作段的设计
    2.5 配气机构运动学和动力学模型理论基础
        2.5.1 配气机构运动学模型理论基础
        2.5.2 配气机构动力学模型理论基础
    2.6 本章小结
第三章 配气机构模型建立及分析
    3.1 配气机构软件分析方法
    3.2 配气机构建模
    3.3 配气机构的运动学与动力学建模
    3.4 模型参数设置
        3.4.1 刚度参数
        3.4.2 质量参数设置
        3.4.3 阻尼参数设置
    3.5 原机配气机构运动学分析及动力学分析
        3.5.1 原机配气机构的进气门运动学分析
        3.5.2 原机配气机构的排气门运动学分析
        3.5.3 原机配气机构的进气门动力学分析
        3.5.4 原机配气机构的排气门动力学分析
    3.6 本章小结
第四章 配气机构凸轮型线优化及分析
    4.1 配气凸轮型线改进设计
        4.1.1 进、排气凸轮缓冲段设计
        4.1.2 进、排气凸轮工作段设计
        4.1.3 进、排气凸轮工作段正交试验优化设计
    4.2 改进型线后配气机构运动学分析
        4.2.1 改进型线后配气机构进气门运动学分析
        4.2.2 改进型线后配气机构排气门运动学分析
    4.3 改进型线后配气机构的动力学分析
        4.3.1 改进型线后配气机构进气门动力学分析
        4.3.2 改进型线后配气机构排气门动力学分析
        4.3.3 气门落座力的重要影响因素分析
    4.4 本章小结
第五章 发动机整机性能分析
    5.1 整机性能分析方法
    5.2 模型建立
    5.3 输入参数设置
        5.3.1 汽油机性能参数
        5.3.2 流量系数
        5.3.3 气门参数设置
    5.4 整机性能模拟及分析
    5.5 配气相位对汽油机性能的影响
        5.5.1 进气提前角对汽油机性能的影响
        5.5.2 排气提前角对汽油机性能的影响
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢

(9)发动机配气凸轮型线的动力学优化研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 本论文研究的背景和意义
    1.2 配气凸轮型线的设计
        1.2.1 配气凸轮型线的组成与分类
        1.2.2 配气凸轮型线的设计方法
    1.3 配气机构动力学分析方法
        1.3.1 离散质量法
        1.3.2 多体系统动力学法
        1.3.3 有限元法
    1.4 配气凸轮型线优化设计研究现状
        1.4.1 优化设计概述
        1.4.2 配气凸轮型线优化设计研究现状
    1.5 本文研究的主要内容
第2章 B样条配气凸轮型线的构建
    2.1 B样条曲线简介
        2.1.1 基本概念
        2.1.2 B样条的定义和性质
    2.2 五次均匀B样条凸轮型线
        2.2.1 五次均匀B样条数学表达式
        2.2.2 五次均匀B样条曲线边界的控制
    2.3 五次B样条凸轮型线的构建实例
    2.4 本章小结
第3章 配气机构动力学建模及其数值计算
    3.1 配气机构动力学建模及其数值计算
        3.1.1 建立配气机构单质量动力学模型
    3.2 配气机构单质量动力学模型的数值求解
        3.2.1 特征参数的计算
        3.2.2 常微分方程求解方法
        3.2.3 求解实例
    3.3 本章小结
第4章 配气凸轮型线动力学优化设计
    4.1 配气凸轮型线动力学优化数学模型
        4.1.1 设计变量
        4.1.2 目标函数
        4.1.3 优化模型
    4.2 配气凸轮型线的优化方法
        4.2.1 初始复合形的产生
        4.2.2 复合形法的迭代步骤
    4.3 配气凸轮型线动力学优化程序开发
        4.3.1 优化程序结构
        4.3.2 应用实例
        4.3.3 优化结果对比
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 主要的工作及总结
    5.2 论文主要创新点
    5.3 前景展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢

(10)滑块式气门配气机构结构设计和仿真分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 配气机构发展现状
    1.3 本课题研究现状和发展趋势
        1.3.1 研究现状
        1.3.2 发展趋势
    1.4 本文的主要内容
第2章 滑块式气门配气结构设计
    2.1 滑块式气门结构简介
    2.2 气门及气门座的设计
        2.2.1 气门及气门座设计基本要求
        2.2.2 气门及气门座的工作条件分析和材料的选择
        2.2.3 气门及气门座的主要损坏形式和预防措施
        2.2.4 气门及气门座具体参数设计
    2.3 气门弹簧的设计
        2.3.1 气门弹簧的设计要求
        2.3.2 气门弹簧的工作条件
        2.3.3 气门弹簧的结构
        2.3.4 气门弹簧的选材
        2.3.5 弹簧的有关尺寸选取和计算
    2.4 滑块式气门配气结构总体结构形式的确定
    2.5 本章小结
第3章 配气凸轮设计
    3.1 配气凸轮型线设计准则
    3.2 配气凸轮线性设计方法
        3.2.1 缓冲段
        3.2.2 工作段
    3.3 凸轮轮廓的计算
        3.3.1 凸轮基圆半径的确定
        3.3.2 凸轮轮廓线的确定
    3.4 本章小结
第4章 滑块式气门配气机构多刚体系统动力学建模
    4.1 刚体建模和求解的一般过程
    4.2 多刚体动力系统动力学模型
        4.2.1 多刚体系统运动方程
        4.2.2 多刚体系统动力学方程
    4.3 ADAMS仿真模型的建立
    4.4 滑块式气门配气机构ADANS模型
    4.5 本章小结
第5章 滑块式气门配气机构动力学仿真和分析
    5.1 滑块式配气机构主要参数曲线
    5.2 滑块式气门加速度曲线分析
    5.3 凸轮与气门间接触应力
    5.4 气门弹簧曲线
    5.5 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢

四、内燃机配气凸轮机构型线的动力学优化设计(论文参考文献)

  • [1]高强化柴油机配气机构结构参数动力学优化[D]. 谢荣. 中北大学, 2021(09)
  • [2]变冲程机用轴移式配气系统及动力学特性研究[D]. 陈丽萍. 大连理工大学, 2021(01)
  • [3]配气机构凸轮装置的动力学参数对其运动影响的研究[D]. 寇盼. 西安建筑科技大学, 2021(01)
  • [4]一种新型全可变气门升程机构的正向开发及其应用研究[D]. 邹鹏. 湖南大学, 2020(11)
  • [5]基于配气机构改进的高速汽油机动力性提升研究[D]. 陶文祝. 重庆理工大学, 2020(08)
  • [6]内燃机配气机构的技术现状及发展探讨[J]. 马超. 内燃机与配件, 2018(15)
  • [7]配气机构动力学及挺柱磨损试验性研究[D]. 吴祖传. 安徽农业大学, 2018(04)
  • [8]汽油机配气机构的分析及优化[D]. 王一. 河北工业大学, 2018(07)
  • [9]发动机配气凸轮型线的动力学优化研究[D]. 侯庆东. 北京理工大学, 2016(06)
  • [10]滑块式气门配气机构结构设计和仿真分析[D]. 胡孝明. 陕西理工学院, 2016(01)

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内燃机气门凸轮机构轮廓动态优化设计
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