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汽车发动机配气机构分析设计研究

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学院:机械工程学院

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汽车发动机配气机构分析设计研究

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摘要

汽车发动机配气机构是发动机的重要组成部分,它根据气缸的工作次序,定时开关进、排气门,保证气缸吸入新鲜空气和排除废气。本研究主要针对小型汽车上使用的汽油机进行配气机构设计,并对配气机构中的凸轮进行运动分析,以保证发动机获得充分的空气供给。

本文首先结合顶置式配气机构的特点,分析配气机构所要达到的性能和工作性能的要求,同时分析转速、扭矩和功率的关系是否合理。其次,整个配气机构是由凸轮驱动的,配气机构的性能在很大程度上取决于配气凸轮的形状。本文在深入研究内燃机配气机构凸轮型线设计理论的基础上,提出并构造配气凸轮型线,同时计算它的工作阻力。该型线可以提高配气机构的丰满度,并且光滑连续,并通过仿真,模拟出配气机构中凸轮以及凸轮与挺杆之间的相关参数情况,进行直观表达。在论文的最后,通过分析所设计的配气机构,找出设计配气机构存在的问题,并提出改进意见。

本研究通过对设计的发动机配气机构进行总结分析,对其发展方向进行展望,从而为配气机构的相关性能研究提供判断依据,为内燃机配气机构的优化设计提供参考。

关键词:配气机构;凸轮设计;matlab仿真;阻力计算;弹簧校核

ABSTRACT

Car Engine Valve is an important part of the engine , which according to the work order of the cylinder, the timer switch intake and exhaust valves , cylinders breathe fresh air and to ensure that exclude emissions. This study focused on the use of small cars gasoline engine valve train design, and the cam valve train motion analysis to ensure that the engine with sufficient air supply .

Firstly, the characteristics overhead valve bodies , valve bodies analyze the performance and work to achieve performance requirements , while analyzing the relationship between speed, torque and power is reasonable. Secondly , the entire gas distribution mechanism is driven by the cam , valve train performance depends largely on the shape of the gas distribution cam . Based on in-depth study of Engine Valve cam profile design theory, proposed and constructed gas distribution cam profile , and calculate its working resistance . This type of line can improve the gas distribution sector fullness and smooth and continuous , and through simulation, simulation of the relevant parameters in the case of Valve tappet cams and cam and between the intuitive expression . In the end, through the analysis of the design of the paper Valve , Valve designed to identify problems and suggest improvements .

In this study, the engine valve train design were analyzed , prospected for its development, so as to provide a basis for judging the performance of research related to gas distribution agencies , to provide a reference for the optimal design of the internal combustion engine by Valve .

Keywords : Valve ; cam design ; matlab simulation ; resistance calculation ; spring check

目录

摘要................................................................... I ABSTRACT................................................................. II 1. 绪论 (1)

1.1 研究背景 (1)

1.2 课题研究的主要内容和意义 (3)

1.2.1 课题研究的主要内容 (3)

1.2.2 课题研究的意义 (4)

2. 配气机构的结构设计 (4)

2.1 配气机构的简介 (6)

2.1.1 配气机构的种类 (5)

2.1.2 配气机构的组成 (7)

2.2 配气机构的总体选型与设计 (10)

2.2.1 功率扭矩与配气机构的选择 (10)

2.2.2 确定配气结构的总体结构型式 (10)

2.3 本章小结 (11)

3. 配气机构的凸轮设计 (12)

3.1 拟定部分参数及要求 (12)

3.1.1 凸轮型线类型的选择 (12)

3.2 计算凸轮的外形尺寸 (12)

3.3 运动规律的分析 (15)

3.3.1 matlab仿真 (17)

3.4 凸轮过渡段的设计 (21)

3.5 本章小结 (23)

4. 弹簧阻力计算 (24)

4.1 弹簧力计算 (24)

4.1.1 拟定部分发动机气门弹簧的主要参数 (24)

4.1.2 弹簧力 (24)

4.1.3 弹簧应力 (28)

4.2 减少功率损耗的措施 (29)

4.2.1 滚动摩擦代替滑动摩擦 (29)

4.2.2 改变机构尺寸 (29)

4.3 本章小结 (29)

总结 (30)

参考文献 (31)

致谢 (32)

附录1:外文翻译

附录2:外文原文

1. 绪论

1.1 研究背景

配气机构在发动机组成上起着重要作用,发动机的经济性、动力性是否良好,工作是否可靠,噪音和振动能否得到有效的控制,这些都与配气机构的设计有密切关系。

为了改善发动机外部特性,国内外对发动机配气机构进行了较多、较细致的研究,包括凸轮型线、气门运动情况、气门振动模拟、挺柱与凸轮的接触应力等。

由于比国内起步要早,国外掌握了比较先进的发动机技术,这其中就包括对配气机构从理论到应用的实践,己经发展的很成熟。在上个世纪90年代全球各大厂家都还采用一个气缸两气门进、排气的时候(一个气门进气,一个气门排气),日本的一个厂家就开发出了多气门发动机,所谓多气门发动机就是指发动机的进、排气门多于两个的配气方式。当时大部分日本厂家大力发展的主要是四气门的多气门设计[1]。到了90年代后,为了克制多气门发动机低转速排气效率低时的缺点,本田率先研发出了可以改变气门工作行程和正时的VTEC发动机。但由于受到结构的制约,气门的行程不容易实现无极调节,早期的VTEC只有两段行程调节,而现在比较新的也只是三段行程调节,安装了VTEC发动机在加速时经常会有突然的推背感,这大大降低了驾驶的舒适感。宝马的V ALTRONIC就具备无极调节气门行程功能的系统[2]。它所实现的功能与本田VTEC是一样的,最大的区别是它的气门行程是线性调节的。这就意味着发动机能在任何转速下都能保持最优的进、排气效率。并且实现进、排气无极可调以后,完全可以取消节气阀的设置,从而进一步提高了进气效率。

发动机在不同的转速下空气流速也是不尽同。这也就对气门重叠角的要求较为严格,在高速下大一些,低速下小一些。对于普通的发动机来说,设计师只能找一个中庸的办法来设计。VTEC是通过改变不同的运动凸轮来实现改变气门正时的,在较低转速时凸轮不但行程短,气门开启时的时间也短,高转速下相反。但是就像VTEC的可变行程一样,它只能实现分段的可调正时,目前的VTEC最多可以实现三组凸轮的切换。相比之下,丰田的做法还是比较明智的。丰田的VVT-I就具备了连续可变气门正时功能。从而使VVT-I发动机的动力输出性能呈线性,驾驶舒适性和发动机运转的平顺性都有很大程度的增强。另外,还有一种手段可以提高进气效率,那就是利用不同的进气管获得更多的进气量,被称之为可变进气歧管系统。像奔驰,宝马,奥迪发动机现今都配有这个系统,国内研发的福克斯发动机也具备了这个功能。

国内的汽车行业起步多数部分是依靠国外技术,这种情况也是无奈的选择,但也付出了惨痛的代价,一大部分资金流失、技术一直落后且被垄断,需要不断地购买、更新技术,难以形成自主品牌。经过几十年的实践,我国汽车生产商逐渐意识到,以自身技

术实力为驱动的渐进成长策略,才能最终提升品牌[3]。

如今,我们一直在期待中国汽车业的自主研发时代己经开启。国内汽车企业己经将市场扩展到国际,如2007年1月,美国戴姆勒一克莱斯勒公司宣布将由中国厂商奇瑞为其代工生产小型车,产品出口海外市场。2006年,中国本土汽车企业成长迅速,在国内市场,自主品牌轿车销量市场份额己达到25.67%在海外市场,奇瑞、哈飞、长城、华晨等中国汽车企业己经开始出口至发展中国家甚至部分欧洲市场[5]。

我国车用发动机在技术水平上虽然有较大的提高,但与国外相比仍有较大的差距。这主要表现在先进机型的核心技术掌握在外方手中,如丰田,本田雅阁2.0、2.3、3.0,三菱4G6就是如此。EMS、高压油泵核心技术我国也还没能掌握,我国企业缺乏自主知识产权与产品开发能力,我国发动机中档产品的开发能力也较弱[6]。与发达国家相比,我国内燃机的发展水平、生产格局、技术状况仍然十分落后。首先是技术落后。我国内燃机研究按技术来源可划分为四类:一是全部引进技术的产品;二是测绘仿制国外的产品;三是基本仿制和部分引进技术的产品;四是参照国外机型自行设计的产品。现有汽车产品除了全部引进就是测绘仿制,三、四类不多。其次是开发能力差。同时,我国发动机企业的技术研发费用与国外企业比较,差距也较大,国外企业技术开发费用占销售收入的3%-5%,而国内大多生产企业仅占1%左右[7]。还不具备独立的开发能力,没有真正属于自己的内燃机机型。

在配气机构方面,人们己经做过不少努力,也取得了不少成绩。也在致力研究更精确的气门振动模型、凸轮挺柱的动力润滑、非对称凸轮型线以及凸轮型线的拟合等问题。其中复旦大学在型线设计、程序设计、凸轮靠模计算等诸多领域独领风骚,而原吉林工业大学则在多质量动力学研究方面有所建树[8]。特别是计算机技术的迅猛发展,计算速度的加快,图形处理能力的提高,使传统的设计方法走向计算机辅助设计,快速、直观且设计周期大大缩短。应该说配气机构的设计有些方面还是比较完善的,但有些方面还存在技术问题难以解决。近年来,国内己开始运用软件来对配气机构的运动学和动力学进行分析。如武汉理工大学王勇波根据配气机构三维模型,应用AVL TYCON软件,分别建立了配气机构进、排气部分运动学与动力学模型,进行配气机构运动学和动力学计算分析[9]。上海交通大学的高安津在ADAMS建立配气机构的模型,输入约束、载荷和驱动,得到配气机构的动力学模型[10]。但是技术还不是很成熟,不能建立起一套与发动机实际工作环境很相似的理论模型,只是对发动机的设计与改进、多种性能的预测、故障的诊断、设计参数的优化、寿命与可靠性的预测方面提供一定的参考。

可以看出,我们在这方面的努力还不够,因为工程实践中还无一套完整的理论与方法去指导设计实践,国内厂家在发动机的开发上基本还是采用拷贝的方法,发动机排量的增大主要停留在对汽缸直径和冲程大小的变更,对配气机构视为禁区。

而作为配气结构的核心的凸轮型线,目前普遍采用有如下几种:高次多项式,多项

动力式,复合摆线曲线(包括复摆工型、II型、II工型),低次多项式(包括低次工型、且型),低次一余弦组合曲线,N次谐波曲线。高次多项式相对具有较大的高频分量,其设计结果具有较大的正加速度和较小的丰满系数,同时设计调整不够灵活方便,且负加速度段对气门弹簧适应性不好,多项动力式仍然是高次多项式只是考虑了配气机构的弹性变形,同样具有高次多项式的缺点;复合摆线(包括工型、II型)起始点存在脉冲,从而产生冲击和振动,且跃度不是处处连续,复合摆线(包括工型、II型、且工型)存在相同的缺点就是设计调整不够灵活方便,负加速度段对气门弹簧适应性不好,低次多项式工型起始点存在脉冲,从动力学角度出发,不免影响配气机构的振动,低次多项式(包括工型、且型)存在相同的缺点就是负加速度段对气门弹簧适应性不好,低次余弦组合曲线正加速度末点存在脉冲,跃度不是处处连续。而且上述凸轮型线都是在上升段的基础上来进行非对称设计,要满足在升程最高点加速度连续,通常通过对缓冲段、上升段或下降段的分段角度、升程等参数进行一番繁琐的调整试算[11]。

如今,可变配气相位技术己成为新技术发展方向之一。传统式发动机其凸轮配气相位是通过各种不同配气相位的实验,从中选取某一固定配气相位兼顾各种工况,是发动机的一种折中方案因而不可能在各种情况下达到最佳性能。与固定配气相位相比,可变配气相位则可以在发动机整个工作范围内的转速和负荷下,提供合适的气门开启、关闭时刻或升程,从而改善发动机进、排气性能,较好地满足高速和低速、大负荷和小负荷时的动力性、经济性、废气排放的要求。可变配气相位在汽油机上的运用,可以提高发动机的动力性和经济性,改善废气排放,改善怠速稳定性和低速时的平稳性,提高充气效率和低速转矩,降低怠速转速。由于可变配气相位技术的优越性,在美国己有千余项专利产品。但是国内在这方面的研究仅限于理论探索,尚未形成可以指导工程实践的理论体系[12]。

1.2 课题研究的主要内容和意义

1.2.1 课题研究的主要内容

本文将对拟给定部分数据的发动机配气机构进行开发设计,开展对配气机构的结构选型,结构分析和主要影响发动机功率阻力矩的分析计算,并希望将就研究成果运用到实际发动机的设计当中,具体工作如下:

①配气机构的结构分析与设计。分析发动机在各种工况下的配气结构外特性的变化规律,根据发动机的工作环境,设计要求,选择合适的结构型式。

②配气凸轮的设计。对目前主要的凸轮型线进行分析研究,如高次多项式,低次多项式等经典凸轮型线,分析其特点,设计出冲击小,进气充分,排气彻底的配气凸轮型线,并运用制图软件CAD进行绘制。

③运动学分析。根据凸轮型线,利用运动学计算出气门的位移、速度、加速度,并根据气门提前角,迟闭角和气门重叠角对配气性能的影响,确定配气机构的配气相位和

气门开度等。

④凸轮轴阻力矩计算。对凸轮轴的受力模型进行分析,计算出凸轮轴阻力矩对功率的消耗,并提出降低功率损耗的有效措施。

1.2.2 课题研究的意义

近年来,随着我国农业机械化水平的大幅度提高,对低速大扭矩发动机的需求迅速扩大,虽然国内发动机产量逐年增加,但由于产量及产品结构不适应发展的需要,进口低速机数量不断增加。值得关注的是,2006年以来我国低速发动机的产量不断增加。

但是,低速大扭矩发动机的研究还处于初级阶段,尤其对提高发动机充气效率,经济性的动力性的研究还相对薄弱。为了更有效地提高发动机的动力性和经济性,本课题针对发动机配气机构的影响因素,对配气凸轮进行了重新设计,将设计理论应用到工程实践当中,对提高在该领域的设计水平和研发拥有自主知识产权的产品具有理论指导意义和工程应用价值。

2. 配气机构的结构设计

配气机构零部件的设计要基于结构设计的,所以结构设计是配气机构设计的前提。结构设计要综合考虑发动机的使用环境,工作特点,燃油经济性对配气机构的性能的要求,设计成本等多方面因素,配气机构结构图如图2.1。

图2.1 配气机构结构图

2.1 配气机构的简介

2.1.1 配气机构的种类

配气机构是进、排气门的控制机构,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。

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。充气效率越高,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。

根据凸轮轴位置的不同,配气机构可分为凸轮轴下置式(挺柱型),凸轮轴中

置和凸轮轴顶置式三种型式[6]。

凸轮轴下置式凸轮轴中置式凸轮轴顶置式

图2.2配气结构的结构型式

凸轮轴下置式,凸轮轴装在曲轴箱内,直接由凸轮轴正时齿轮与曲轴正时齿轮相啮合,由曲轴带动。凸轮轴随凸轮轴齿轮转动,使得凸轮从动件(下摇臂)随凸轮曲线的起伏而摆动。下摇臂的摆动,使顶杆上下运动,再通过气门摇臂的传动,使进、排气门按凸轮型线的规律打开、关闭。这种结构传动可靠,主要缺点是进、排气门的运动由同一个凸轮决定,配气定时不灵活。另外,气门和凸轮轴相距较远,因而气门传动零件较多,结构较复杂,发动机高度也有所增加。

凸轮轴中置式,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。该型式的配气机构因曲轴与凸轮轴的中心线距离较远,一般要在中间加入一个中间齿轮(惰轮),目前己很少采用。

凸轮轴顶置式,凸轮轴布置在气缸盖上。它有两种结构,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,对凸轮轴和气门弹簧的要求也最低。另一种是凸轮轴直接驱动气门或带液力挺柱的气门(如图2.3所示),此种配气机构的往复运动质量更小。为使发动机布置得更紧凑,提高配气机构的刚性与减轻运动件的质量,以适应高转速的要求,许多现代的四冲程发动机都采用顶置凸轮配气机构。

图2.3 凸轮直接驱动气门开闭

2.1.2配气机构的组成

以顶置式配气机构为例,下面介绍一下配气结构中的关键零件。

①气门

气门(如图2.4)主要用来控制进排气管的开闭。发动机气门安装在气缸盖的顶部,工作环境恶劣,承受高强度热负荷和机械负荷,排气门受到高热废气流的冲刷。这就要求气门有足够的强度、刚度、耐磨、耐高温、耐腐蚀、耐冲击。故进气门多采用合金钢(铬钢或镍铬等),排气门多采用耐热合金钢(硅铬钢等)[7]。

气门是由头部、杆身组成。气门头部是一个具有圆锥斜面的圆盘,气门锥角一般为45°,也有30°,气门头边缘应保持一定厚度,一般为1-3 mm,以防工作中冲击损坏和被高温烧蚀。气门密封锥面与气门座配对研磨。气门头顶部形状有平顶,球面顶和喇叭形顶等。

图2.4 气门

②气门导管

气门导管的主要功用是对气门运动起导向作用,保证气门作直线往复运动。此外,它还具有导热作用,将气门头部传给杆身的热量,通过气缸盖传出去。

为了保证导向,导管应有一定的长度,气门导管的工作温度也较高,约500 k。气

门导管和气门的润滑是靠配气机构飞溅出来的机油进行润滑的,因此易磨损。为了改善润滑性能,气门导管常用灰铸铁或球墨铸铁或铁基粉末冶金制造。导管内、外圆面加工后压入气缸盖的气门导管孔内,然后再精铰内孔[8]。

③气门座

气门座与气门头部密封锥面配合密封气缸,气门头部的热量亦经过气门座外传。气门座可以在缸盖或缸体上直接钟出,也可以采用镶嵌式结构。镶嵌式结构气门座都采用较好的材料(合金铸铁、奥氏体钢等)单独制作,目前多采用独立生产[14]。

④气门弹簧

气门弹簧(如图2.5所示)的作用在于保证气门回位,防止运动时传动件发生脱离。在气门关闭时,保证气门与气门座之间的密封,在气门开启时,保证气门不因运动时产生的惯性力而脱离凸轮。气门弹簧多为圆柱形螺旋弹簧,它的一端支承在气缸盖上,另一端压靠在气门杆尾端的弹簧座上,弹簧座用锁片固定在气门杆的尾端。

图2.5 气门弹簧

气门弹簧的型式主要有以下三种:

1)圆柱螺旋弹簧(普通)。

2)变螺距的圆柱弹簧:工作时工作圈数不是常数,振动频率经常变化,防止弹簧与气门产生共振,使弹簧在工作中不易折断(造成气门关闭不严)。

3)同心安装的两根弹簧:作用是可以防止共振(两根弹簧的振动频率不一样);可以降低气门弹簧的高度;可以提高工作的可靠性(一个坏了,另外一个可以继续工作,并且二者旋向相反,防止折断后卡死)。

另外锁片、卡簧的功用是在气门弹簧力的作用下把弹簧座和气门杆锁住,使弹簧力作用到气门杆上。

⑤摇臂

摇臂实际上是一个双臂杠杆,将推杆传来的力改变方向,作用到气门杆端打开气门。

气门摇臂是一个杠杆机构,其一端作用于推杆,一端作用于气门。通常,摇臂的运动如图2.6,用杠杆法则加以描述,即:

图2.6摇臂运动图 1212h h l l = (2.1) )()(11122为摇臂比

i ih h l l h == (2.2) '1'2ih h = ''1''2ih h = (2.3)

式中 '

2'1h h 、——推杆端、气门端线速度;

''2''1h h 、——推杆端、气门端加速度。

摇臂的工作条件非常恶劣,尤其是在顶置凸轮轴结构的发动机中,发动机运转时,摇臂总是在承受着较大的脉动载荷下高频摆动,它与凸轮之间始终不断的冲击载荷下进行摩擦。摇臂与凸轮的摩擦要损耗一定能量,使发动机效率降低;摇臂的转动惯量和刚性会影响发动机的动力特性;摇臂的疲劳寿命关系到整个发动机的使用寿命。特别是摇臂工作圆弧面和轴孔的耐磨性直接决定了发动机配气的精度,从而影响到发动机的动力性能、振动状况、燃油消耗和排放水平等一系列经济技术指标。

为了满足上述工作条件,摇臂基体刚度大、强度高、疲劳寿命长、转动惯量小,轴孔耐磨性好。

⑥凸轮轴

凸轮轴传动机构是位于曲轴与凸轮轴之间,用以使曲轴按一定速比和定时关系驱动凸轮轴回转的机构。凸轮轴的结构分为整体式和组合式两大类。整体式凸轮轴是将凸轮与轴本体锻或铸成一体,组合式凸轮轴是将凸轮与轴分开制造,然后根据正时要求将凸轮紧固于轴上,而较长的凸轮轴本体也常分为多段制造,然后用螺栓连接起来。这种结构的优点是制造方便,凸轮损坏时可单独更换[9]。

在发动机工作过程中,进、排气阀等每一工作循环动作一次。因此,四冲程柴油机的曲轴与凸轮轴的传动比为2:1;整个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很大。

凸轮与顶头之间的接触为线接触,工作中凸轮要承受气阀的冲击性负荷作用,

凸轮轴常采用优质碳钢、合金钢或球墨铸铁制作,其受磨损的工作表面应进行淬火、渗炭等表面硬化处理,以提高耐磨性。

2.2 配气机构的总体选型与设计

2.2.1 功率扭矩与配气机构的选择

汽车的效率大小很大程度上决定于发动机的性能。在许多汽车产品介绍上,都标有“最高输出功率”和“最高输出扭矩”在两项重要的发动机指标,并用曲线图来反映发动机的上述指标。

当发动机运转的时候,其功率、扭矩和耗油量这三个基本性能指标都会随着负荷的变化而变化。这些变化遵循一定的规律,将这些有规律的变化描绘成曲线,就有了反映发动机特性的曲线图。根据发动机的各种特性曲线,可以全面地判断发动机的动力性和经济性。反映发动机运行状况常用速度特性曲线。

发动机的速度特性曲线表示有效功率N(千瓦)、扭矩M(牛顿米)、比燃料消耗量g(克/千瓦小时)随发动机转速n而连续变化的表现。发动机的速度特性是在制动试验台架上测出的。保持发动机在一定节气门开度情况下,稳定转速,测取在这一工况下的功率、比耗油等,然后调整被测机载荷(扭矩变化),使发动机转速改变,再测得另一转速下的功率、比耗油。按照一定转速间隔依次进行上述步骤。就能测出在不同转速下的数值,将这些数值点连点地组成连续曲线,就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线,它们与相应的转速区域对应。

当汽油机节气门完全开启(或者柴油机喷油泵在最大供油量时)的速度特性,称发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来的。它表现的曲线特征是:功率曲线和扭矩曲线都呈现凸形曲线,但两者表现是不一样的。

在汽油发动机外特性曲线中:

功率曲线在较低转速下数值很小,但随转速增加而迅速增长,但转速增加到一定区间后,功率增长速度变缓,直至最大值后就会下降,尽管此时转速仍会继续增长。

扭矩曲线则与功率曲线相反,它往往在较低转速下就能获得最大值,然后随转速上升而下降。

比耗油量指千瓦小时的耗油量,它随转速的增长而呈现一个凹形曲线,在中间某一转速下达到最小值,转速增大或者减少,都会使比耗油量增大。

柴油机外特性曲线表现与汽油机有所不同。它的功率N、扭矩M和比耗油量g随转速n而变化,但功率N曲线是随转速上升而上升,差不多到了最大转速(标定转速)仍未出现曲线的最高点。扭矩M曲线变化平缓,在不同转速位置变化量不大。比耗油量g 曲线不但起点数值低,而且比较平坦(与汽油机比较)。

2.2.2 确定配气结构的总体结构型式

为改善发动机性能,简化配气结构,现代发动机特别是小型车用汽油机几乎全都采用顶置凸轮轴的方案,即凸轮轴在气缸盖上。由凸轮直接驱动气门。

汽油机的扭矩随着转速的增大而降低。本设计针对对扭矩要求较高的小型汽车,我们以低转速发动机为设计目标来提高扭矩。

该机构的工作原理为如下:

汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气,在进气行程被吸入汽缸,混合气经压缩点火燃烧而产生热能,高温高压的气体作用于活塞顶部,推动活塞作往复直线运动,通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程内完成一个工作循环。

如图2.7,发动机配气机构结构示意图。

图2.7发动机配气机构的结构示意图

2.3 本章小结

本文所设计的发动机对动力性和燃油经济性要求较高,这就对配气相位的准确性提出了较高的要求。顶置式凸轮机构采用进,排气两个凸轮分别控制进,排气门,配气定时精度高,能够满足设计需求,因此确定配气机构的型式采用顶置式。

3. 配气机构的凸轮设计

3.1 拟定部分参数及要求

(1)凸轮设计转速nc=2318 r/min ;

(2)进气门开启角233°(曲轴转角), 凸轮工作段包角116.5°;

(3)排气门开启角220°(曲轴转角), 凸轮工作段包角110°;

(4)气门重叠角15°(曲轴转角),凸轮转角7.5°;

(5)凸轮基圆直径 28mm ;

(6)进气门最大气门升程2.8h max v =,排气门最大气门升程8h vmax =。

3.1.1 凸轮型线类型的选择

配气机构是发动机的一个重要系统,其设计好坏对发动机的性能、可靠性和寿命有极大的影响。其中凸轮型线设计是配气机构设计中最为关键的部分,在确定了系统参数后,重要的问题是根据发动机的性能和用途,正确选择凸轮型线类型及凸轮参数。

凸轮型线有多种,如复合正弦,复合摆线,低次方,高次方,多项动力,谐波凸轮等。其中,高次方、多项动力、谐波凸轮等具有连续的高阶倒数的凸轮型线,具有良好的动力性能,能满足较高转速发动机配气机构工作平稳性的要求。

由于凸轮设计转速为nc=2318 r/min ,即每分钟凸轮轴转2318圈,属于高速发动机,且为使发动机运动件少,传动链短,整个机构的刚度大,因此我们用双圆弧凸轮的凸轮轴上置式配置机构。

由于四冲程发动机每完成一个工作循环,每个气缸进、排气一次。这时曲轴转两周,而凸轮轴只旋转一周,所以曲轴与凸轮轴的转速比或传动比为2:1,即由上式已知可知曲轴的转速为2318×2=4636r/min 。

3.2 计算凸轮的外形尺寸

圆弧凸轮如图3.2所示:

图3.2 圆弧凸轮的几何参数示意图 由上图可知,圆弧凸轮有五个参数:基圆半径PR r 0=,腹弧半径OA r 1=,顶弧半径CB r 2=,基本工作段作用角02QPR φ=∠和挺住最大升程tmax h 。其中有题中给出的已知数据有基圆半径0r 、基本工作段作用角02φ和最大升程tmax h 。

为使圆弧凸轮能可靠地工作,凸轮型线外形应连续圆滑,这就要求各段圆弧在交接点处有公切线或公法线,所以各几何参数之间有一点的约束。凸轮型线连续圆滑的条件是:腹弧与顶弧的交点B 、顶弧圆心C 、腹弧圆心O ,这三点应在一条直线上。

根据余弦定理,从 △OPC 中可得 OPC cos PC OP 2PC OP OC 222∠-+= (3.1) 由凸轮的几何关系可知 01r r PO -= 2tmax 0r h r PC -+= 21r r OC -=

0180OPC φ-?=∠

将上式代入(3.1)可得公式

()()()()()0012tmax 020122tmax 0221cos r r r h r 2r r r h r r r φ--++-+-+=- (3.2) 可见,在五个参数中只有四个可以预先选择,其余一个必须满足上式要求。基圆半径0r 、基本工作段作用角02φ和最大升程tmax h 都为已知值,可以设计出凸轮的外形。

基圆半径0r 根据凸轮轴直径t d 决定,为了保证加工和维修的可能,常取1d 5.0r t 0+=~3mm 。可知凸轮轴的直径为22~mm 26。我们取凸轮轴的直径为mm 24。

凸轮作用角02φ决定于已选定的配气机构,对进气凸轮有:

()2101805.02ααφ++?= (3.3) 式中 1α-进气提前角,单位(o );

2α-排气提前角,单位(o )。

对排气凸轮有:

()2101805.02ββφ++?= (3.4) 式中 1β-进气提前角,单位(o );

2β-排气提前角,单位(o )。

挺住的最大升程tmax h 决定与气门所要求的最大升程qmax h 。

式中 i -摇臂的摇臂比,一般2.1i =~7.1,常用为5.1.在凸轮直接驱动气门的顶置凸轮轴式气门机构中,1i =.

由于0r 、02φ、tmax h 三个参数在设计凸轮型线之前已初步确定,所以双圆弧凸轮的

设计,实际上是在1r 、2r 两个参数中任选一个,确定一个即可。

图3.3 进气凸轮的尺寸

由于1r 的选择范围很大,而2r 的选择范围很小,所以先选2r 再选1r 是很合理的。在选择2r 时,应注意不要使2r 过小,以免凸轮变尖,导致凸轮尖端处接触应力过大,而使凸轮与挺住一对摩擦副产生早起损伤。凸轮在长期使用尖端磨损超过极限后,必须重新磨削,因此必须留下磨削欲量。一般认为min 2r 应大于2mm 。

(1)进气凸轮的设计:

设定进气凸轮的mm 4r 2=,则有:

()()()()()

()()411.014r 2.182196r 28r 2.1816

r 8r 7.558.25cos 14r 42.814214r 42.8144r 11212121121221?-??++-+=+-?+?--++-+-+=- 885

.59r 7944.301r 0396.511== (3.5) 如上图3.3所示;

(2)排气凸轮的设计:

设定排气凸轮的r 2=3mm ,则有:

()()()()()()()462.014r 182196r 28r 1816

r 8r 7.555cos 14r 4814214r 48144r 11212121121221?-??++-+=+-?+?--++-+-+=- 508

.80r 152.271r 368.311== (3.6) 如图3.4所示。

图3.4 排气凸轮的尺寸

配气机构整体凸轮轴设计如图3.5所示:

图3.5 配气机构凸轮轴

3.3 运动规律的分析

下面进一步分析凸弧凸轮平面挺柱的运动规律,也即平面挺柱的升程ht、速度vt、α在凸弧凸轮型线上随凸轮转角α的变化规律。

加速度

t

汽车发动机维修技术毕业论文

汽车发动机维修技术毕业论文 目录 摘要................................................ 错误!未定义书签。引言. (2) 第一章发动机总成大修 (3) 第一节发动机大修的条件 (3) 1.1.1 现代发动机大修送修标准 (3) 第二节发动机大修工艺 (5) 1.2.1发动机修理工艺流程 (5) 第三节发动机大修前的准备工作 (6) 1.3.1 清洗发动机外部 (6) 1.3.2 发动机从车架上的拆卸 (6) 第四节发动机总成的维修 (8) 1.4.1发动的解体 (8) 1.4.2 发动机部主要零件检查 (11) 第五节发动机大修验收标准 (21) 第二章发动机故障诊断与分析 (22) 第一节发动机故障诊断 (23) 2.1.1 故障成因 (23) 2.1.2 汽车行驶中发动机常见故障 (25) 第二节具体维修案例 (27) 2.2.1 发动机窜烧机油的故障现象 (27) 2.2.3 排除故障的措施和方法 (29) 第三章其他故障分析 (32) 第一节发动机失速故障 (32) 第二节发动机怠速不良故障 (34) 第三节加速不良故障 (37) 第四章检测与维修时的注意事项 (40) 第一节电控发动机维修要点 (40) 第二节电控燃油系统检查要点 (41) 致谢 (42) 参考文献 (43)

引言 随着汽车行业的发展,修车技术也在随着进步。从电子产品在汽车上的应用,到现代汽车诊断设备的使用、互联网在汽车维修资讯上的应用,以及维修管理软件在汽车维修企业发挥的作用等,处处体现现代汽车维修的高科技特征。汽车维修已不再是简单的零件修复,准确无误地诊断出故障所在,是现代汽车维修的最高境界。维修工的技术也在不断进步。但拥有一套理念的发动机大修工艺流程不是每个维修工所能做到的。它代表着精湛的修车技艺和丰富的理论知识。 因此我们不仅要熟悉传统的大修工艺和以零件修复为主的作业容还要精通跨入机电一体化、检测诊断和维修一条龙的汽车发动机维修技术。本文将从传统维修工艺以及现代维修检测两个方面简单的谈一下发动机的维修技术。 所谓的传统诊断,就是不用任何的表、设备,对车辆故障进行人工诊断的方法。在汽车维修中最常用的直接诊断方法有“看、闻、听、问、试”,这些方法在国汽车维修方面积累的经验比较丰富。高级轿车保有量虽正大幅度增加,但部分维修的仪器及检测设备尚不能监测到位,给车辆故障诊断带来很大困难,以至于造成误判。因此,充分利用成熟的维修经验也是非常必要的。虽然汽车发展机电一体化越来越多,汽车维修更多是靠专用的故障诊断仪器,但一些特殊故障仍然需要经验丰富的维修技术人员靠传统维修手段来判断故障,未来的汽车维修人员不仅仅需有外语基础,电脑常识等高科技知识,同时也应具备丰富的传统维修技术。

图解常见汽车发动机结构图

发动机作为汽车的动力源泉,就像人的心脏一样。不过不同人的心脏大小和构造差别不大,但是不同汽车的发动机的内部结构就有着千差万别,那不同的发动机的构造都有哪些不同?下面我们一起了解一下。 ●汽车动力的来源 汽车的动力源泉就是发动机,而发动机的动力则来源于气缸内部。发动机气缸就是一个把燃料的内能转化为动能的场所,可以简单理解为,燃料在汽缸内燃烧,产生巨大压力推动活塞上下运动,通过连杆把力传给曲轴,最终转化为旋转运动,再通过变速器和传动轴,把动力传递到驱动车轮上,从而推动汽车前进。 ●气缸数不能过多

一般的汽车都是以四缸和六缸发动机居多,既然发动机的动力主要是来源于气缸,那是不是气缸越多就越好呢?其实不然,随着汽缸数的增加,发动机的零部件也相应的增加,发动机的结构会更为复杂,这也降低发动机的可靠性,另外也会提高发动机制造成本和后期的维护费用。所以,汽车发动机的汽缸数都是根据发动机的用途和性能要求进行综合权衡后做出的选择。像V12型发动机、W12型发动机和W16型发动机只运用于少数的高性能汽车上。 ●V型发动机结构 其实V型发动机,简单理解就是将相邻气缸以一定的角度组合在一起,从侧面看像V字型,就是V型发动机。V型发动机相对于直列发动机而言,它的高度和长度有所减少,这样可以使得发动机盖更低一些,满足空气动力学的要求。而V型发动机的气缸是成一个角度对向布置的,可以抵消一部分的震动,但是不

好的是必须要使用两个气缸盖,结构相对复杂。虽然发动机的高度减低了,但是它的宽度也相应增加,这样对于固定空间的发动机舱,安装其他装置就不容易了。 ●W型发动机结构 将V型发动机两侧的气缸再进行小角度的错开,就是W型发动机了。W型发动机相对于V型发动机,优点是曲轴可更短一些,重量也可轻化些,但是宽度也相应增大,发动机舱也会被塞得更满。缺点是W型发动机结构上被分割成两个部分,结构更为复杂,在运作时会产生很大的震动,所以只有在少数的车上应用。 ●水平对置发动机结构

发动机配气机构设计及发展综述

发动机配气机构发展综述 张正有 (重庆工学院汽车学院200246班22号) 【内容摘要】:本文论述了发动机配气机构的发展进程,阐述了可变技术在配气机构中的发展和应用,对迄今已有的发动机气门驱动机构进行了分类介绍,总结了不同气门驱动机构的结构、工作原理和优缺点。并指明了配气机构今后的发展方向。 【关键词】:发动机配气机构可变技术驱动机构 Development Overview of Valve-train of Engine Zhang zheng-you (Chongqing Institute of Technology;Automobile college 20024622) 【Abstract】: This text discussed development progress of valve-train of engine and variable technique be using in the field. In addition, classifications and detail introductions were made for the valve actuators of automotive engine. The structures, fundamentals and advantage of the different actuators were summed up. In the end, further investigations in the future wre put forwards. 【Key word】: engine; valve train; variable technique; valve actuators 0 前言 伴随着社会经济的发展,人类生活水平的提高,我们对生活质量也提

(最新版)汽车发动机的维护与保养毕业论文

【摘要】 汽车的修理和维护是大家头痛的问题。如果平时不知好好保养爱车,或者驾车习惯不好,一旦车子得进厂大修特修,不单得付出一笔可观的费用,时间的浪费和精神上的折磨,更是难以数计。所以,汽车要时时注意保养,从你拥有汽车的第一天就小心维护,以免因小失大呢?本文从汽车理论知识出发,为您讲解汽车发动机的维修和保养的基础知识。 目录 关键词 (2) 一.发动机基本构造 (2) 1.1曲柄连杆机构 (3) 1.2配气机构 (3) 1.3燃料供给系 (3) 1.4冷却系 (3) 1.5润滑系 (3) 1.6点火系 (4) 1.7起动系 (4) 二.发动机工作原理 (4) 三.关于发动机故障及维护 (5)

3.1发动机故障八大主要因素 (5) 3.2发动机故障诊断方法 (8) 3.3发动机简单维护 (9) 四.发动机主要保养方面 (10) 4.1车辆保养识常 (10) 五.结束语 (13) 六.参考文献 (14) 七.致谢词 (14) 【关键词】发动机诊断检修保养 【引言】汽车在现在的生活中是不可多得的交通工具,所以对于汽车的保养是要非常值得注意的,一般汽车每行驶5000公里到10000公里或以上都需要去维修店进行不同的保养,所说的汽车保养,主要是从保持汽车良好的技术状态,延长汽车的使用寿命方面进行的工作。其实它的内容更广,包括汽车美容护理等知识,概括起来讲,主要做好以下三个方面:车体保养、车内保养、车体翻新 【正文】 一.发动机基本构造 发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器,其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能,再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。 汽车发动机

汽车构造原理图解

汽车构造(发动机,底盘,车身,电气设备) 1. 发动机:发动机2大机构5大系:曲柄连杆机构;配气机构;燃料供给系;冷却系;润滑系;点火系;起动系。 2. 底盘:底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,形成汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。 3. 车身:车身安装在底盘的车架上,用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。轿车、客车的车身一般是整体结构,货车车身一般是由驾驶室和货箱两部分组成。 4. 电气设备:电气设备由电源和用电设备两大部分组成。电源包括蓄电池和发电机;用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其它用电装置。 性能参数 1. 整车装备质量(kg):汽车完全装备好的质量,包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。 2. 最大总质量(kg):汽车满载时的总质量。 3. 最大装载质量(kg):汽车在道路上行驶时的最大装载质量。 4. 最大轴载质量(kg):汽车单轴所承载的最大总质量。与道路通过性有关。 5. 车长(mm):汽车长度方向两极端点间的距离。 6. 车宽(mm):汽车宽度方向两极端点间的距离。 7. 车高(mm):汽车最高点至地面间的距离。 8. 轴距(mm):汽车前轴中心至后轴中心的距离。 9. 轮距(mm):同一车轿左右轮胎胎面中心线间的距离。 10. 前悬(mm):汽车最前端至前轴中心的距离。 11. 后悬(mm):汽车最后端至后轴中心的距离。 12. 最小离地间隙(mm):汽车满载时,最低点至地面的距离。 13. 接近角(°):汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角。 14. 离去角(°):汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角。 15. 转弯半径(mm):汽车转向时,汽车外侧转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆半径。转向盘转到极限位置时的转弯半径为最小转弯半径。 16. 最高车速(km/h):汽车在平直道路上行驶时能达到的最大速度。 17. 最大爬坡度(%):汽车满载时的最大爬坡能力。 18. 平均燃料消耗量(L/100km):汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量。 19. 车轮数和驱动轮数(n×m):车轮数以轮毂数为计量依据,n代表汽车的车轮总数,m 代表驱动轮数。

配气机构答案

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)

汽车发动机构造课程标准

《汽车发动机构造》课程标准 课程类型理实一体课课程性质必修课程 修读学期第3学期课程学时64学时 1.课程定位与设计思路 1.1课程定位 本课程是汽车检测与维修专业的必修课程。该课程通过理实一体化的教学方式,采取案例分析、拆装练习、实操故障等教学方法使学生掌握汽车发动机构造和原理、汽车发动机新技术和简单故障的排除方法,同时,培养学生沟通、协调能力和团队合作精神。 汽车发动机构造课程开设在第三学期。通过教、学、做使学生掌握汽车发动机拆装与检测的具体操作步骤、注意事项、材料及工具的使用方法,建立汽车检修规范化、标准化、系统化的工作思维模式。 1.2设计思路 本课程的内容安排保证了汽车类专业所需的最基本、最主要的汽车结构基础知识,汽车拆装技能和简单的维修知识,同时体现了专业特点;培养学生分析问题和解决实际问题的能力。主要讲授汽车结构原理等知识,包括汽车发动机基本结构、发动机电控系统、发动机性能分析、前沿发动机技术等内容。使学生获得汽车结构的基础知识,掌握汽车拆装的一般方法,对汽车的简单故障具有初步的分析能力,为今后继续学习和应用汽车新技术打下一定的基础。同时作为本专业先开专业课程在对学生职业素养养成、职业操作规范意识的培养有着重要的作用。 2.课程目标 本课程主要讲授汽车发动机总成相关知识和维修技能,包括机械和电控两部分。通过教、学、做使学生掌握汽车发动机总成维修的具体操作步骤、注意事项、材料及工具的使用方法,建立汽车动机总成维修规范化、标准化、系统化的工作思维模式,具备按照规范的流程独立完成汽车发动机总成相关维修工作的能力。 2.1能力目标 (1) 要求学生能够对汽车的汽车发动机总成进行常规保养、初步诊断、简单维修。能够评估汽车现有的汽车发动机系统,根据客户的陈述和故障的症状,能够制定初步的

汽车发动机论文

编号 机械学院汽车工程系 毕 业 论 文 课题名称: 发动机冷却系统的故障分析与检修 姓名: 熊张凡 学号: 130629100223 专业: 汽车电子技术 班级: 13汽电中锐2 班 指导老师: 袁晓云 二0一五年

摘要 冷却系统,是汽车不可或缺的一个组成部分。由于汽车的长期使用,可能会让冷却系统因为过度疲劳而出现故障。文章述说通过对汽车冷却系统的认识,将对冷却系统的常见故障进行诊断。又根据不同车型的具体故障进行彻底的故障原因分析及排除。 关键词: 冷却系统;常见故障;案例分析;

目录 摘要 (1) 第一章冷却系统基础认知 (2) 1.1 冷却系统的类型 (2) 1.2 冷却系统的组成 (2) 1.3 冷却系统的功用 (3) 1.4 冷却系统的工作原理 (3) 第二章冷却系统的常见故障诊断 (4) 2.1冷却液泄漏 (4) 2.2冷却液温度过高 (4) 2.3发动机工作温度过低或升温过慢 (5) 2.4水套生锈 (5) 第三章案例分析 (7) 3.1发动机冷却系故障案例一 (7) 3.2发动机冷却系故障案例二 (8) 总结 (9) 参考文献.................................. 错误!未定义书签。 致谢...................................... 错误!未定义书签。

发动机冷却系统的故障分析与检修 第一章冷却系统基础认知 1.1冷却系统的类型 液冷和风冷。液冷液冷汽车的冷却系统通过发动机中的管道和通路进行液体的循环。当液体流经高温发动机时会吸收热量,从而降低发动机的温度。液体流过发动机后,转而流向热交换器(或散热器),液体中的热量通过热交换器散发到空气中。风冷某些早期的汽车采用风冷技术,但现代的汽车几乎不使用这种方法了。这种冷却方法不是在发动机中进行液体循环,而是通过发动机缸体表面附着的铝片对气缸进行散热。一个功率强大的风扇向这些铝片吹风,使其向空气中散热,从而达到冷却发动机的目的。因为大多数汽车采用的是液冷,管道系统汽车中的冷却系统中有大量管道。 1.2 冷却系统的组成 1.冷却液 冷却液又称防冻液,是由防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的 液体。它需要具有防冻性、防蚀性,热传导性和不变质的性能。现在经常使用乙二醇为主要成分,加有防腐蚀添加及水的防冻液。 2.节温器 节温器是控制冷却液流动路径的阀门。是一种自动调温装置,通常含有感温组件,借着热胀或冷缩来开启、关掉空气、气体或液体的流动。 3.水泵 水泵的作用是对冷却液加压,保证其在冷却系中循环流动。 4.散热器 由进水室、出水室及散热器芯等三部分构成。冷却液在散热器芯内流动,空气在散热器芯外通过。热的冷却液由于向空气散热而变冷,冷空气则因为吸收冷却液散出的热量而升温,所以散热器是一个热交换器。;功用是散发热量,冷却水在水套中吸收热量,流到散热器后热量散去,再回到水套内循环,达到调温。 5.风扇 正常行驶中,高速气流已足以散热,风扇一般不会在这时候工作;但在慢速和原地运行时,风扇就可能转动来助散热器散热。风扇的起动由水温感应器控制。

毕业设计--配气机构的设计

毕业设计说明书配气机构的设计 姓名: 所属院校: 专业: 班级: 学号: 指导教师:

目录 概述 1、配气机构的功用 (6) 2、配气机构的设计要求 (6) 3、配气机构计算参数的确定 (7) 一、凸轮轴的设计: 1、凸轮轴的设计要求 (7) 2、凸轮轴的结构 (7) 3、凸轮轴的选材 (7) 4、凸轮轴的支承轴颈轴承的材料 (7) 5、凸轮轴的定位方式 (7) 6、凸轮轴的最小尺寸定位方式 (7) 7、凸轮轴的热处理工艺......................................................................................... (8) 8、凸轮轴的损坏形 式......................................................................................... (8) 9、凸轮轴的计算

........................................................................................ (9) 二、凸轮的设计 1、凸轮设计的要 求 (10) 2、凸轮基圆设计 (11) ①基圆半径的确定......................................................................................... (13) ②凸轮位置的确 定......................................................................................... (13) ③配气相位与凸轮的作用 角......................................................................................... (14) ④凸轮顶部的圆弧半 径......................................................................................... (14) 三、挺柱的设计 1、挺柱的结构 (10) 2、挺柱的材料 (15) 3、平面挺柱导向面与导向孔之间挤压应力的计算 (16) 4、平面挺柱的最大速度......................................................................................... (16) 5、凸轮与挺柱间接触应力的计算

汽车发动机维护与保养毕业论文

汽车发动机维护与保养-毕业论文

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毕业论文 汽车发动机维护与保养 学生姓名:刘广生(09) ??系别:化工机械系 专业班级: 设备3102 指导教师: 孔敏 完成日期: 5月20日 吉林工业职业技术学院

目录 摘要?3 引言?4 第一章发动机基本构造 (5) 1.1汽车发动机..........................................................................................................................5 1.2发动机工作原理.............................................................................................. (6) 第二章.关于发动机故障及维护 ............................................................. 8 2.1发动机出现故障的八大主要因素 .......................................................... 8 2.2发动机故障诊断方法 (9) 2.3发动机的简单维护 (10) 第三章发动机主要保养方面?11 3.1车辆保养常识?11 11 3.2汽车传感器故障诊断18个要点? 3.3发动机三大常见病.......................................................................................................12 第四章汽车的三级保养检查项目及规范 (13) 第五章结束语?16 致谢......................................................................................................... 1718 参考文献?

485柴油机的配气机构的设计

485柴油机设计(配气机构) 摘要 本设计介绍了485柴油机配气机构的设计,主要是其各零部件的设计。本次设计的485柴油机主要用于轻型载货车。 配气机构的功用就是实现换气过程,即根据发动机气缸的工作顺序,定时的开启和关闭进排气门,以保证气缸排出废气和吸进新鲜空气。配气机构设计的好坏直接影响发动机整体的经济性和动力性,因此配气机构的设计在发动机整体设计上占有相当重要的作用。在气门选择上,采用每缸两个气门的方案,其优点是比较简单、可靠,对于自然吸气式柴油机可以提高新鲜空气的进气量,降低气缸的热负荷,增加气缸的耐久性和使用寿命。气门的驱动采用凸轮轴—挺柱—推杆—摇臂—气门机构。凸轮轴布置形式是下置式,采用的是整体式凸轮轴,这样的凸轮轴结构简单,加工精度高,能有良好的互换性。 本次配气机构的设计,主要包括进、排气门的设计,气门弹簧的设计,以及凸轮轴的设计。编写Matlab程序,计算得到挺柱升程表,绘出挺柱升程、速度、加速度曲线。 关键词:柴油机,配气机构,凸轮轴,气门

THE DESIGN OF VALVE TIMING MECHANISM OF 485 DIESEL ENGINES ABSTRACT This thesis introduces the design of valve timing mechanism of 485 diesel engines, mainly the design of its various components. The 485 diesel engine in this design is mostly used in light truck. The function of valve timing mechanism is to realize the exchange process, namely according to engine cylinder working order, ensure that the intake and exhaust valves open and close at the proper time. The valve gear play a direct impact on the economy and power parameters of the engine, therefore, the design of gas distribution agency in the overall design of the engine play a rather important role. Arranging two-valve per cylinder, the advantages are that it is relatively simple, reliable, for the naturally aspirated diesel engines can improve the fresh air into the cylinder, reduce the heat load of the cylinder to increase the durability of the cylinder and use life. The driving mechanism of valves is camshaft, tappet, pushrod, rocker, valve train. Camshaft arrangement is under the form of home-style, using the integral camshaft, such camshafts have simple structure, high precision machining, and good interchangeability. This design, including exhaust valve, intake valve, valve spring, and camshaft. Write Matlab program, calculate tappet lift table, map the curves of tappet lift, speed and acceleration. KEY WORDS: Diesel engine, Valve timing mechanism, Camshaft, Valve

毕业论文汽车发动机的维护与保养毕业论文

毕业论文汽车发动机的维护与保养毕业论文 Newly compiled on November 23, 2020

江苏省无锡交通高等职业技术学校 毕业论文 汽车发动机的维护与保养 系部名称汽车系 专业名称汽车检测与维修 班级111512 学号 47 姓名朱宇星 指导教师王小明 二0一六年四月十日 摘要 汽车的修理和维护是大家头痛的问题。如果平时不知好好保养爱车,或者驾车习惯不好,一旦车子得进4s店修特修,不单得付一笔昂贵的费用,时间的浪费和精神上的折磨,更是难以想象。所以,汽车要时时注意保养,从你拥有汽车的第一天就小心维护,以免因小失大。我写的这篇论文就是让你明白汽车该如何进行保养。 【关键词】发动机诊断检修保养 摘要

Car repairs and maintenance is everyone headache problem. If not maintain well at ordinary times, bad habits or driving car, once the car in a factory, repair, overhaul not only have to pay a considerable cost, waste of time and mental torture, it is difficult to math. So, the car should always pay attention to maintain, from the first day you have carefully maintenance, lest keep the tail from wagging the dog This paper, starting from the car theory knowledge to explain your car engine repair and maintenance of the foundation of knowledge. 目录 绪论 (1) 第一章发动机基本构造 (2) 第二章关于发动机故障及维护 (4) 发动机故障六大主要因素 (4) 发动机故障诊断方法 (5) 发动机简单维护 (7) 第三章发动机主要保养方面 (8) 车辆保养识常 (8) 第四章汽车的三级保养检查项目及规范 (10) 总结 (12) 第五章结束语 (13)

汽车发动机的检修与维护-毕业论文分解

河南职业技术学院 毕业设计(论文)题目汽车发动机的检修与维护 系(分院汽车工程系 学生姓名 学号 专业名称汽车电子技术? 指导教师 年月日

河南职业技术学院汽车工程系(分院)毕业设计(论文)任务书

毕业设计(论文)指导教师评阅意见表

汽车发动机的检修与维护 作者 摘要:汽车修理和维护时大家头疼的问题。若果平时不知好好保养爱车,过着驾车习惯不好一旦车子得进厂大修特修,不但得辅助一笔可观的费用,时间的浪费和精神上的折磨,更是难以数计。所以,汽车要是是注意保养,从你拥有起初的第一天就小心维护,一免因小失大呢?本文从汽车理论知识出发,为您讲解汽车发动起的维护和保养的基础知识。 关键词;发动机诊断检修保养 汽车在现在的生活中时不可多得的交通工具,所以对于汽车的保养时非常值得注意的,一般汽车每行驶5000公里到10000公里或以上都需要其修理店进行不同的保养,所以说汽车保养,主要是从保持良好的技术状态,延长汽车的使用寿命方面进行的工作。其实它的更广,包括汽车美容护理等知识,概括起来讲,主要做好一下三个方面:汽车保养、车内保养、车体翻新 一、发动机基本构造 发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器,其作用是将液体过气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能,再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。 汽油机通常由曲柄连杆,配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、启动五大系统组成。 1.曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是由气缸体,气缸盖、活塞、连杆、曲轴、和飞轮等组成这是发动机产生动力,并将塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。 2.配气构 配气机构时由气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿轮等组成、气作用是将新鲜气体及时冲入气缸,并将燃烧产生的废气及时排除气缸。 3.燃料供给系 由于使用的燃料不同,可分为汽油燃料供给系和柴油燃料供给系。 汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直接喷射式两种,通常所用的化油器式燃料供给系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消

汽车发动机的基本构造

1. 发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器,其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后 转化为热能,再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。发动机是一部由许多结构和系统组成的复杂机器,其结构型式多种多样,但由于基本工作原理相同,所以其基本结构也就大同小异,发动机的总体结构图如下所示。 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/im age.width;}}" border=0> 汽油发动机 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/im age.width;}}" border=0> 柴油发动机 汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。柴油机通常由两大机构和四大系统组成(无点火系)。 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/im age.width;}}" border=0> 1.曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动机产生动力,并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。 0 && image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/im age.width;}}" border=0> 2.配气机构 配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是将新鲜气体及时充入气缸,并将燃烧产生的废气及时排出气缸。 3.燃料供给系 由于使用的燃料不同,可分为汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系。 汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直接喷射式两种,通常所用的化油器式燃料供给系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消声器等组成,其作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气,并控制进入气缸内可燃混合气数量,以调节发动机输出的功率和转速,最后,将燃烧后废气排出气缸。 柴油机燃料供给系由燃油箱、输油泵、喷油泵、柴油滤清器、进排气管和排气消声器等组成,其作用是向气缸内供给纯空气并在规定时刻向缸内喷入定量柴油,以调节发动机输出功率和转速,最后,将燃烧后废气排出气缸。 4.冷却系

发动机链传动式配气机构设计

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。 关键词:内燃机;配气机构;凸轮型线; I

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. Key words:Internal combustion engine; Valve train; Cam profile; II

汽车发动机配气机构

汽车发动机配气机构 配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求,定时开启和关闭各气缸的进、排气门,使新鲜充量得以及时进入气缸,废气得以及时从气缸排出;在压缩与膨胀行程中,保证燃烧室的密封。新鲜充量对于汽油机而言是汽油和空气的棍合气,对于柴油机而言是纯空气。 功用分组 各式配气机构中,按其功用都可分为气门组和气门传动组两大部分。气门组包括气门及与之相关联的零件,其组成与配气机构的型式基本无关。气门传动组、是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件,其组成视配气机构的形式而有所不同,它的功用是定时驱动气门使其开闭。 气门顶置式配气机构 进气门和排气门都倒挂在气缸盖上,其组成如图3—1所示。气门组包括气门、气门导管、气门座、弹簧座、气门弹簧、锁片等零件;气门传动组一般由摇臂、摇臂轴、推杆、挺柱、凸轮轴和正时齿轮组成。 气门顶置式配气机构的工作情况是:当气缸的工作循环需要将气门打开进行换气时,由曲轴通过传动机构驱动凸轮轴旋转,使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉推动摇臂摆转,摇臂的另一端便向下推开气门,同时使弹簧进一步压缩。当凸轮的凸起部分的顶点转过挺柱以后,便逐渐减小了对挺柱的推力,气门在弹簧张力的作用下开度逐渐减小,直至最后关闭。压缩和做功行程中,气门在弹簧张力的作用下严密关闭。 气门顶置式配气机构根据凸轮轴的位置有以下三种型式: 三种凸轮轴位置型式(1)凸轮轴下置式配气机构;凸轮轴装在曲轴箱内,直接由凸轮轴正时齿轮与曲轴正时齿轮相啮合,由曲轴带动。气门传动组包括上述全部零件,其应用最为广泛。 (2)凸轮轴中置式配气机构:凸轮轴位于气缸体的上部。为了减小气门传动机构的往复运动的质量,对于高转速的发动机,可将凸轮轴的位置移到气缸体的上部,由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂而省去推杆。该形式的配气机构因曲轴与凸轮轴的中心线距离较远,一般要在中间加入一个中间齿轮(惰轮)。 (3)凸轮轴上置式配气机构:凸轮轴布置在气缸盖上。凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门,没有挺柱和推杆,使往复运动的质量大为减小,对凸轮轴和气门弹簧的要求也最低,因此它适用于高速强化发动机。 四行程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转两圈,各缸的进、排气门各开启一次,即凸轮轴只转一圈,所以曲轴与凸轮轴的传动比为2:1。

汽车发动机常见故障诊断与排除毕业论文

汽车发动机常见故障诊断与排除毕业论文 目录 摘要 (5) 关键词 (5) 前言 (5) 一发动机的总体构造和作用 (5) 1 发动机组成 (5) 2 发动机的作用 (5) 二曲柄连杆机构的常见故障诊断与排除 (6) 1 曲轴主轴承响 (6) 2 连杆轴承响 (7) 三配气机构的检查与调整 (7) 1 配气相位检查 (7) 2 气门脚响 (8) 3 气门漏气 (8) 4 凸轮轴响 (9) 四燃料供给系常见故障与排除 (9) 1 不来油或来油不畅 (9) 2 加速不良 (10) 五润滑系作用、组成及常见故障 (10) 1 作用 (10) 2 组成 (11) 3 润滑系常见故障与排除 (11) 4 机油消耗过多 (12) 六冷却系的常见故障与排除 (13) 1 冷却液充足但发动机过热 (13) 2 冷却系不足引起发动机过热 (14) 七结论 (14) 八致谢 (15)

九参考文献 (15) 摘要 本文阐述了汽油发动机的常见故障与排除方法,如曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系的故障诊断与排除。主要对润滑系作了详细的讲解。 关键词:配气机构、点火系、润滑。 前言 在当今生活中汽车已经变成人们必不可少的交通工具,它的快捷、方便已深入人心,但随之而来的它也有缺点,时常出现故障。而故障出现最多的就是汽车发动机,发动机是汽车的心脏,它的好坏直接影响着汽车的行驶里程。由于汽车发动机的结构类型繁多,本文在讲述一般结构的基础上,突出了对国普遍汽车发动机的常见故障进行了讲解。全文容包括:发动机构造及作用、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、的综合故障诊断。 发动机的总体构造和作用 一、发动机组成 现代汽车发动机是一部由许多机构和系统组成的复杂机器,其结构形式多种多样。例如,现在最广泛使用的采用汽油和柴油作为燃料的往复活塞式发动机,其具体构造也千差万别,但由于基本工作原理相同,所以其基本结构也就小异。汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。

汽车发动机构造及原理

第1篇汽车发动机构造与原理 第1章发动机基本结构与工作原理 内容提要 1.四冲程汽油机基本结构与工作原理 2.四冲程柴油机基本结构与工作原理 3.二冲程汽油机基本结构与工作原理 4.发动机的分类 5.发动机的主要性能指标 发动机:将其它形式的能量转化为机械能的机器。 内燃机:将燃料在气缸内部燃烧产生的热能直接转化为机械能的动力机械。有活塞式和旋转式两大类。本书所提汽车发动机,如无特殊说明,都是指往复活塞式内燃机。 内燃机特点:单机功率范围大(0.6-16860kW)、热效率高(汽油机略高于0.3,柴油机达0.4左右)、体积小、质量轻、操作简单,便于移动和起动性能好等优点。被广泛应用于汽车、火车、工程机械、拖拉机、发电机、船舶、坦克、排灌机械和众多其它机械的动力。 1.1 四冲程发动机基 本结构及工作原理 1.1.1 四冲程汽油机基本结 构及工作原理 1.四冲程汽油机基本结构 (图1-2) 2.四冲程汽油机基本工 作原理(图1-2) 表1-1 四冲程汽油机工作过 程 图1-2 四冲程汽油机基本结构简图 1-气缸 2-活塞 3-连杆 4-曲轴 5-气缸盖 6-进气 门 7-进气道 8-电控喷油器 9-火花塞 10-排气门

3.工作过程分析 (1)四冲程发动机:活塞在上、下止点间往复移动四个行程(相当于曲轴旋转了两周),完成进气、压缩、作功、排气一个工作循环的发动机就称为四冲程发动机。 四个行程中,只有一个行程作功,造成曲轴转速不均匀,工作振动大。所以在曲轴后端安装了一个质量较大的飞轮,作功时飞轮吸收储存能量,其余三个行程则依靠飞轮惯性维持转动。 (2)冲程与活塞行程: 冲程:指发动机的类型; 行程S:指活塞在上、下两个止点之间距离; 气缸工作容积V s:一个活塞在一个行程中所扫过的容积。 式中V s——工作容积(m3); D——气缸直径(mm); S——活塞行程(mm)。 发动机的排量V st:一台发动机所有气缸工作容积之和。 式中V st——发动机的排量(L); i——气缸数。 (3)压缩行程的作用 一是提高进入气缸内混合气的压力和温度(压缩终了的气缸内气体压力可达0.6~1.2MPa,温度达600K~700K),为混合气迅速着火燃烧创造条件; 二是可以有效提高发动机的燃烧热效率η。由热力学第一定律 当混合气被压缩程度提高时,发动机混合气燃烧所达到的最高温度(T1)升高,而排气的温度(T2)降低,导致热效率提高。 1860年,法国人Lenoir(勒努瓦)研制成功的世界第一台内燃机,没有压缩行程,热效率仅4.5%;1876年,德国人奥托(Otto)制造出第一台四冲程内燃机,采用压缩行程,虽然压缩比只有2.5,但热效率却提高到12%,有力地证明了科学是第一生产力这个真理。 压缩比ε:气缸内气体被压缩的程度。 式中V a——气缸总容积(活塞处于下止点时,活塞顶部以上的气缸容积);

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