內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪軸徑向動態(tài)特性優(yōu)化研究.pdf

1、配氣機(jī)構(gòu)正常運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的振動和噪聲是影響內(nèi)燃機(jī)NVH性能的重要因素，削弱配氣機(jī)構(gòu)的振動和噪聲輻射是一個重要的研究課題。凸輪軸作為配氣機(jī)構(gòu)重要的零部件，起到定時開閉氣門的作用，凸輪軸徑向動態(tài)特性對配氣機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性具有重要影響，所以有必要對內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪軸徑向動態(tài)特性展開相關(guān)優(yōu)化研究工作。本文主要工作和結(jié)論如下：
　　設(shè)計搭建配氣機(jī)構(gòu)動態(tài)特性試驗臺架，在氣門盤面裝上三向加速度傳感器，在氣門桿上面架設(shè)激光位移傳感器，采集氣門動態(tài)特

2、性信號。在搖臂氣門端貼上應(yīng)變片，采集搖臂氣門端載荷信號。設(shè)計靜態(tài)標(biāo)定試驗，確立載荷與應(yīng)變電壓之間的對應(yīng)關(guān)系。設(shè)計一個簡單的凸輪型線測量實驗，采集凸輪型線數(shù)據(jù)。
　　利用AVL軟件建立配氣機(jī)構(gòu)一維動力學(xué)模型，分別利用實驗測量和有限元計算方法確立模型的關(guān)鍵參數(shù)，系統(tǒng)的阻尼和零部件之間的摩擦系數(shù)采用軟件推薦的經(jīng)驗值，將模型計算結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行對比，證明模型可以用于仿真計算分析。利用模型計算5個軸承的徑向受力，通過對比分析確立4號軸承作

3、為凸輪軸徑向動態(tài)特性優(yōu)化研究對象。
　　利用一維動力學(xué)模型，從軸承座寬度、軸承配合徑向相對間隙和潤滑機(jī)油動力粘度這3個方面展開凸輪軸徑向動態(tài)特性優(yōu)化研究工作。增大潤滑機(jī)油動力粘度可以減小凸輪軸最大徑向跳動位移和最大徑向振動速度。內(nèi)燃機(jī)在中低速工況下運行，增大潤滑機(jī)油動力粘度會增大軸承座最大徑向受力；在高速工況下運行，增大潤滑機(jī)油動力粘度會減小軸承座最大徑向受力。增加軸承配合徑向間隙會增大凸輪軸最大徑向跳動位移和最大徑向振動速度。內(nèi)

4、燃機(jī)在中低速工況下運轉(zhuǎn)，由于不能形成良好的潤滑條件，軸承配合徑向間隙越小，凸輪軸最大徑向受力越大；在高速工況下運轉(zhuǎn)，軸承配合間隙越大，凸輪軸徑向振動越劇烈，凸輪軸最大徑向受力越大。增加軸承座寬度可以減小凸輪軸最大徑向跳動位移和最大徑向振動速度。內(nèi)燃機(jī)在中低速工況下運轉(zhuǎn)，增加軸承座寬度會增大軸承座徑向受力，但是在高速工況下運轉(zhuǎn)，增加軸承座寬度可以減小軸承座徑向受力。
　　通過設(shè)計正交試驗計算方案展開凸輪軸徑向動態(tài)特性影響因素研究，我

5、們知道對凸輪軸最大徑向跳動位移影響最大的是軸承配合徑向間隙，其次是軸承座寬度，影響最小的是潤滑機(jī)油動力粘度；對凸輪軸最大徑向振動速度影響最大的是軸承座寬度，其次是潤滑機(jī)油動力粘度，影響最小的是軸承配合徑向間隙；對軸承座最大徑向受力影響最大的是軸承配合徑向間隙，其次是軸承座寬度，影響最小的是潤滑機(jī)油動力粘度。
　　基于正交試驗結(jié)果，通過優(yōu)化軸承座寬度、軸承座配合徑向相對間隙和潤滑機(jī)油動力粘度三個參數(shù)，新方案與原方案相比：最大徑向跳動