開題報告-參考范文

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1、畢業(yè)設計開題報告題目：4108柴油機配氣機構動力學分析及優(yōu)化一、選題的依據(jù)及意義：配氣機構是發(fā)動機的重要組成部分.配氣機構的設計影響發(fā)動機的充氣效率以及換氣質量,因此對發(fā)動機的（略）經(jīng)濟性、有害排放有較大的影響.配氣機構的工作可靠性和噪聲直接影響發(fā)動機的整機可靠性和噪聲.隨著發(fā)動機性能和排放要求的不斷提高,使得配氣機構的研制更加迫切.本文以4108柴油機發(fā)動機配氣機構為研究對象,對其配氣機構參數(shù)、配氣凸輪型線、動力學等設計原理作了深入研究和分析,并進行優(yōu)化設計發(fā)動機的配氣機構,同時對發(fā)動機相關系統(tǒng)的優(yōu)化。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：隨著內(nèi)燃機高功率、高

2、速化發(fā)展，人們對其性能指標的要求更高，這給配氣機構的設計以及制造工藝增加了難度。目前廣泛采用的是氣門－凸輪式配氣機構，它具有保證氣缸密封性的優(yōu)點。配氣機構系統(tǒng)研究內(nèi)容歸納起來主要有兩個方面，一方面是零部件的設計，包括凸型線，氣門搖臂機構的設計，氣門彈簧及氣門等零部件的設計，其中又以凸輪型線的設計尤為關鍵，這是因為凸輪作為整個機構的原動件，它直接控制整個機構的運動。另一方面是機構的動力學問題，而對于機構動力性能的研究，又主要集中在氣門的運動規(guī)律上。國外對配氣機構的振動模型、摩擦及配氣相位和可變氣門正時等的研究有一些報道。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)在以下幾個方面：（1）設計了許多性能優(yōu)良的凸輪型線；（2）配氣機構由剛性設計發(fā)展為彈性設計；（3）由孤立研究凸輪設計發(fā)展到配氣機構系統(tǒng)設計。內(nèi)燃機配氣凸輪的研究已經(jīng)涉及到配氣機構性能的各個方面，包括型線、挺柱的運動規(guī)律、氣門振動模型、挺柱與凸輪的接觸應力、摩擦應力等。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)動機配氣機構采用的技術主要有以下三方面。1）頂置凸輪軸技術。氣門－凸輪式配氣機構具有保證氣缸密封性的優(yōu)點，尤其是進排氣門能夠持

4、久地保證燃燒室的密封性，四沖程內(nèi)燃機大多采用氣門-凸輪式配氣機構。氣門-凸輪式配氣機構按氣門布置分為側置氣門和頂置氣門機構。頂置氣門配氣機構，內(nèi)燃機的充氣系數(shù)較高，燃燒室比較緊湊，內(nèi)燃機有較好的性能指標，是側置氣門機構所不能達到的，故側置氣門機構已被淘汰。頂置氣門配氣機構根據(jù)凸輪軸的放置位置分成凸輪軸下置型和頂置凸輪軸型。絕大部分柴油機采用凸輪軸下置型，但這種機構高速運轉時會產(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動進、排氣門；DOHC型采用兩根凸

5、輪軸來分別驅動進、排氣門。這種結構適用于進、排氣門呈v形排列的內(nèi)燃機。還有些機構將頂置凸輪軸放在氣門室罩里，凸輪直接作用于氣門上，這種機構省去了搖臂，高速時氣門工作良好，零件慣性力極小，工作平穩(wěn)。凸輪軸的傳動類型有3種：正時齒輪傳動、正時鏈輪傳動和驅動帶傳動。其中，正時齒輪傳動主要用于要求長壽命和大載荷的內(nèi)燃機，如船用、商用車和賽車內(nèi)燃機；正時鏈輪傳動，廣泛應用于轎車內(nèi)燃機，一般來說，它比正時齒輪傳動機構噪音小；驅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)燃機上。2）多氣門技術。配氣機構的最新發(fā)展是改善燃料經(jīng)濟性，其關鍵在于如何提供更多的新鮮空氣，

6、多氣門內(nèi)燃機很早就已經(jīng)出現(xiàn)了，但僅用于賽車，目的是減輕排氣門的熱負荷和機械負荷，但并未能在內(nèi)燃機制造業(yè)得到推廣。促使多氣門內(nèi)燃機產(chǎn)量迅速提高的原因在于自動控制技術的快速發(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)燃機在整個負荷和速度范圍內(nèi)形成最佳混合氣，并適時適度送入氣缸。多氣門內(nèi)燃機不僅可以提高內(nèi)燃機功率，還可以降低燃油消耗，減少排污。據(jù)分析4氣門內(nèi)燃機燃油消耗比2氣門內(nèi)燃機燃油消耗低6%~8%。3）可變配氣定時及氣門升程技術。常規(guī)內(nèi)燃機配氣相位都是按內(nèi)燃機性能要求，通過試驗確定某一轉速和負荷條件下較為適合的配氣相位。為了在更大地曲軸轉速范圍內(nèi)提高功率指標，

7、降低燃料消耗，現(xiàn)代多氣門內(nèi)燃機氣門開啟相位可以改變、升程也可以改變，稱作可變氣門運動配氣機構（VVT）。通過這套機構對配氣過程的調(diào)節(jié)和控制，低、中轉速時，活塞運動速度低，氣流動力學特性差，因而要求“縮小”相位重疊角，以減少工作混合氣倒流，保證低、中轉速時扭矩曲線形狀較好，降低燃油消耗率。在中高轉速時，活塞運動速度快，氣流動力學特性好，因而要求“放大”相位重疊角，廢氣排放徹底，進氣量充分，可相應增加內(nèi)燃機扭矩。顯然，采用這一機構，可以提高內(nèi)燃機性能、降低污染、改善怠速性能。實現(xiàn)可變氣門技術有多種途徑，按照有無凸輪軸可分為基于凸輪軸的可變氣門機構和無凸輪