開題報(bào)告-參考范文

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目：4108柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析及優(yōu)化一、選題的依據(jù)及意義：配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)的重要組成部分.配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)影響發(fā)動機(jī)的充氣效率以及換氣質(zhì)量,因此對發(fā)動機(jī)的（略）經(jīng)濟(jì)性、有害排放有較大的影響.配氣機(jī)構(gòu)的工作可靠性和噪聲直接影響發(fā)動機(jī)的整機(jī)可靠性和噪聲.隨著發(fā)動機(jī)性能和排放要求的不斷提高,使得配氣機(jī)構(gòu)的研制更加迫切.本文以4108柴油機(jī)發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)為研究對象,對其配氣機(jī)構(gòu)參數(shù)、配氣凸輪型線、動力學(xué)等設(shè)計(jì)原理作了深入研究和分析,并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu),同時(shí)對發(fā)動機(jī)相關(guān)系統(tǒng)的優(yōu)化。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）：隨著內(nèi)燃機(jī)高功率、高

2、速化發(fā)展，人們對其性能指標(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－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)研究內(nèi)容歸納起來主要有兩個(gè)方面，一方面是零部件的設(shè)計(jì)，包括凸型線，氣門搖臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，氣門彈簧及氣門等零部件的設(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)的原動件，它直接控制整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。另一方面是機(jī)構(gòu)的動力學(xué)問題，而對于機(jī)構(gòu)動力性能的研究，又主要集中在氣門的運(yùn)動規(guī)律上。國外對配氣機(jī)構(gòu)的振動模型、摩擦及配氣相位和可變氣門正時(shí)等的研究有一些報(bào)道。國內(nèi)也在致力于研究更精確的氣門振動模型、凸輪挺柱副

3、的動力潤滑、非對稱凸輪型線以及凸輪型線的擬合等問題，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)動規(guī)律、氣門振動模型、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振動模型、凸輪挺柱副的動力潤滑、非對稱凸輪型線以及凸輪型線的擬合等方面上，國內(nèi)外都有很大的發(fā)展?，F(xiàn)代發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)采用的技術(shù)主要有以下三方面。1）頂置凸輪軸技術(shù)。氣門－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)排氣門能夠持

4、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-凸輪式配氣機(jī)構(gòu)。氣門-凸輪式配氣機(jī)構(gòu)按氣門布置分為側(cè)置氣門和頂置氣門機(jī)構(gòu)。頂置氣門配氣機(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)置氣門機(jī)構(gòu)所不能達(dá)到的，故側(cè)置氣門機(jī)構(gòu)已被淘汰。頂置氣門配氣機(jī)構(gòu)根據(jù)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)會產(chǎn)生較大的慣性力和噪聲，消耗較大的動力。頂置凸輪軸型（OHC）是把凸輪軸放在氣門上方，省去了推桿、挺柱，可分成SOHC型和DOHC型。SOHC型只用一根凸輪軸來驅(qū)動進(jìn)、排氣門；DOHC型采用兩根凸

5、輪軸來分別驅(qū)動進(jìn)、排氣門。這種結(jié)構(gòu)適用于進(jìn)、排氣門呈v形排列的內(nèi)燃機(jī)。還有些機(jī)構(gòu)將頂置凸輪軸放在氣門室罩里，凸輪直接作用于氣門上，這種機(jī)構(gòu)省去了搖臂，高速時(shí)氣門工作良好，零件慣性力極小，工作平穩(wěn)。凸輪軸的傳動類型有3種：正時(shí)齒輪傳動、正時(shí)鏈輪傳動和驅(qū)動帶傳動。其中，正時(shí)齒輪傳動主要用于要求長壽命和大載荷的內(nèi)燃機(jī)，如船用、商用車和賽車內(nèi)燃機(jī)；正時(shí)鏈輪傳動，廣泛應(yīng)用于轎車內(nèi)燃機(jī)，一般來說，它比正時(shí)齒輪傳動機(jī)構(gòu)噪音??；驅(qū)動帶傳動或齒形帶傳動是最新出現(xiàn)的傳動方式，主要用于頂置凸輪軸內(nèi)燃機(jī)上。2）多氣門技術(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，

6、多氣門內(nèi)燃機(jī)很早就已經(jīng)出現(xiàn)了，但僅用于賽車，目的是減輕排氣門的熱負(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。促使多氣門內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)量迅速提高的原因在于自動控制技術(shù)的快速發(fā)展和生產(chǎn)工藝水平的不斷提高，多氣門配氣方案能保證內(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氣門內(nèi)燃機(jī)燃油消耗比2氣門內(nèi)燃機(jī)燃油消耗低6%~8%。3）可變配氣定時(shí)及氣門升程技術(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。為了在更大地曲軸轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提高功率指標(biāo)，

7、降低燃料消耗，現(xiàn)代多氣門內(nèi)燃機(jī)氣門開啟相位可以改變、升程也可以改變，稱作可變氣門運(yùn)動配氣機(jī)構(gòu)（VVT）。通過這套機(jī)構(gòu)對配氣過程的調(diào)節(jié)和控制，低、中轉(zhuǎn)速時(shí)，活塞運(yùn)動速度低，氣流動力學(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，降低燃油消耗率。在中高轉(zhuǎn)速時(shí)，活塞運(yùn)動速度快，氣流動力學(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)，可以提高內(nèi)燃機(jī)性能、降低污染、改善怠速性能。實(shí)現(xiàn)可變氣門技術(shù)有多種途徑，按照有無凸輪軸可分為基于凸輪軸的可變氣門機(jī)構(gòu)和無凸輪