试论汽车发动机正时链系统的设计
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汽车发动机液压驱动式可变气门正时(vvt)系统技术要求及试验方法嘿,咱今儿个就来唠唠汽车发动机液压驱动式可变气门正时(VVT)系统!这玩意儿可真是汽车的一个大宝贝呀!你想想看,发动机就好比汽车的心脏,而这 VVT 系统呢,那就是让心脏跳动得更有力、更高效的神奇魔法。
它能够根据不同的工况,灵活地调整气门的开闭时间,就像一个聪明的指挥家,让发动机的工作状态达到最佳。
要说这技术要求,那可真是不简单。
首先呢,它得足够精准,不能有丝毫的马虎。
就像射箭一样,瞄得准才能射中靶心嘛!它要能精确地控制液压驱动的力度和时机,确保气门开闭恰到好处。
这可不是随便说说就能做到的,需要极高的工艺水平和技术实力。
然后呢,它还得稳定可靠。
汽车在路上跑,啥情况都可能遇到,这VVT 系统可不能关键时刻掉链子呀!要是它不稳定,一会儿灵一会儿不灵的,那还不得把人急死。
再来说说试验方法。
这就好比是给这个神奇的系统做一次严格的考试。
要在各种不同的条件下,对它进行全面的检测。
看看它是不是真的能像说的那么厉害,是不是真的能适应各种复杂的情况。
咱可以模拟不同的车速、负载,甚至是不同的环境温度,就像给它出各种难题。
如果它都能轻松应对,那才算是真正的合格。
这就跟咱人一样,平时学习再好,也得经过考试的检验才能知道是不是真有本事呀!你说这 VVT 系统是不是很神奇?它让汽车变得更节能、更环保,动力也更强劲。
就好像给汽车装上了一双翅膀,能让它飞得更高、更远。
而且啊,随着技术的不断进步,这 VVT 系统也在不断升级呢!以后说不定会变得更加厉害,让我们的汽车开起来更爽。
所以啊,咱可不能小瞧了这汽车发动机液压驱动式可变气门正时(VVT)系统。
它可是汽车技术中的一颗璀璨明珠呢!咱得好好了解它,才能更好地享受汽车带给我们的便利和乐趣呀!你说是不是这个理儿?。
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发动机正时机构是发动机中至关重要的一个部件,它主要由凸轮轴、曲轴、链条(或皮带)、齿轮以及张紧轮等组成。
发动机连续可变气门升程和正时
图一图二
上图是发动机连续可变气门和正时的设计方案,原理是利用翘翘板的原理,
发动机凸轮轴右转,控制气门升程的控制臂左转,图一发动机凸轮轴转一定的角度,控制气门升程的控制臂转较小角度,铁钉就会下压较小的升程,图二发动机凸轮轴转和图一一样的角度,控制气门升程的控制臂转较大角度,铁钉就会下压较大的升程,控制气门升程的控制臂转的角度大小觉定了铁钉的升程,铁钉的升程代表了气门的升程,所以就能实现连续可变气门升程,连续可变气门正时不告诉你自己想不难想到,连续可变气门正时为什省油,因为四冲程发动机,曲轴转两圈凸轮轴转一圈,也就是说曲轴转180度凸轮轴转90度,但是以凸轮轴的设计,凸轮轴压缩气门的角度来说,曲轴转360度,凸轮轴才不会压缩进气门,也就是说进气行程和压缩行程进气门都是打开的,那怎么压缩呢,所以就有了气门提前角和气门迟闭角,连续可变气门升程就是在怠速或低速的时候把扫气行程的作用减少一些让它少扫一些气,为什么要在怠速或低速的时候少扫一些气呢,因为怠速的喷油时间比两千转的喷油时间还要长,为什么,因为汽车从静止加速要很大的力,怠速的喷油时间长,气门的开度小,因此燃油一定不会燃烧完全,那就会浪费,所以连续可变气门升程功能就是把没有燃烧完全的燃油再烧一次,已达到喷少一点油同样动力的效果在怠速或低速的时候。
齐齐哈尔大学普通高等教育数控技术题目:汽车正时系统设计学院:机电工程学院专业班级:机械117班姓名:张庆剑学号:20118001232014年4月28日正时是发动机进排气系统的一个名词。
正时的意思是气门在正确的时间打开和关闭,正时即为“正确的时间”。
正时就是气门开闭相对于曲轴转角的时刻。
构造:一般由曲轴通过正时皮带或正时链条驱动位于缸盖上的凸轮轴,再由凸轮轴驱动挺杆,挺杆位于气门正上方,使气门上下往复运动,以实现气门的开闭。
上述是目前最普遍的正时构造。
正时是发动机配气系统的重要组成部分,通过与曲轴的连接并配合一定的传动比来保证进、排气时间的准确。
通常由正时皮带、涨紧轮、涨紧器、水泵等附件组成。
水泵是循环水的,它上面挂的是正时皮带;正时张紧器是推动张紧轮从而张紧正时皮带的。
这也就是通常说的正时附件,不同的车型会有不同的附件组成,但其功能都是一样的。
正时的作用就是当发动机运转时,活塞的行程、气门的开启与关闭、点火的顺序,在“正时”的连接作用下,时刻要保持“同步”运转。
通过发动机的正时机构,让每个汽缸正好做到:活塞向上正好到上止点时、气门正好关闭、火花塞正好点火。
发动机工作过程中,在汽缸内不断发生进气、压缩、爆发、排气四个过程,并且,每个步骤的时机都要与活塞的运动状态和位置相配合,使进气与排气及活塞升降相互协调起来,正时皮带在发动机里面扮演了一个“桥梁”的作用,在曲轴的带动下将力量传递给相应机件。
正时皮带属于橡胶部件,随着发动机工作时间的增加,正时皮带和正时皮带的附件,如正时皮带张紧轮、正时皮带张紧器和水泵等都会发生磨损或老化,当其中任何一个配件发生损坏时,都可能导致正时皮带损坏。
当皮带被咬住时,气门停在打开状态,同时发动机停止运转;破裂时如果发动机是空转,就意味着在行程顶部的活塞与张开的气门之间存有空隙。
这两种情况下的破裂,损坏的只是正时皮带本身。
但是,如果发动机的设计是活塞和气门占据着相同空间,它们之间没有间隙,那么很快就会损坏其他部件,如气门被弯曲,活塞受冲压等;当正时皮带一旦断裂,凸轮轴当然不会照着正时运转,此时极有可能导致气门与活塞撞击而造成严重损坏,也就是通常所说的“顶气门”,也就是说,当配气向位在瞬间发生了变故,就会导致活塞撞击气门,从而损坏发动机。
【液压正时链条张紧器和正时链系统的深度解析】1. 引言正时链条张紧器和正时链系统是汽车发动机中至关重要的部件,它们的性能直接影响着发动机的运转稳定性和效率。
今天,我们将深入探讨液压正时链条张紧器和正时链系统的工作原理、优点和应用领域,以帮助大家更深入地了解这一关键部件。
2. 正时链系统的作用和组成液压正时链条张紧器是正时链系统中不可或缺的一部分。
正时链系统是发动机中用于传动曲轴和凸轮轴之间的装置,因此对其精准度和可靠性要求极高。
液压正时链条张紧器通过保持链条的合适张紧力,确保了链条在高速旋转的情况下不会产生松弛或颤动,从而保证了正时链系统的可靠性和稳定性。
3. 液压正时链条张紧器的工作原理液压正时链条张紧器通过液压力调节张紧力,从而使链条保持恒定的张紧状态。
当发动机转速增加时,液压正时链条张紧器会感应到压力的变化,并根据设定的参数自动调节液压系统的压力,确保链条始终保持合适的张紧力。
这种自动调节的设计大大提高了系统的稳定性和可靠性,减少了维护成本和故障率。
4. 液压正时链条张紧器的优点与传统的机械张紧器相比,液压正时链条张紧器具有调节范围大、响应速度快和使用寿命长的优点。
液压系统的自动调节功能不仅可以确保链条始终处于最佳状态,还可以减小链条和其他部件的磨损,提高了发动机的效率和可靠性。
5. 应用领域液压正时链条张紧器和正时链系统广泛应用于各种汽车发动机中,特别是高性能、高转速的发动机中。
由于其稳定性和耐用性,它们也逐渐被工程机械和船舶等领域所采用。
6. 个人观点和总结液压正时链条张紧器和正时链系统作为发动机中的关键部件,承担着重要的功用。
通过本文的深度解析,希望读者能够更加全面地了解这一部件的工作原理、优点和应用领域,从而在实际应用中能更好地保养和维护它们,确保发动机的正常运转和使用寿命。
我个人也深刻认识到了液压正时链条张紧器和正时链系统在发动机中的重要性,它们的稳定性和可靠性对发动机的工作效率和寿命有着重大影响。
发动机正时系统设计指南
第一部分:引言
引言部分应包括以下内容:
1.简要介绍发动机正时系统的作用和功能;
2.引述该设计指南的目的和适用范围;
3.概述本文档的结构。
第二部分:基本原理
在这一部分中,应该涵盖以下方面的内容:
1.发动机正时系统的基本构成,包括凸轮轴、曲柄轴、带和齿轮;
2.不同类型发动机(如汽油发动机和柴油发动机)的正时系统设计原理;
3.介绍凸轮轴的凸轮形状设计和凸轮轴的位置与发动机性能的关系。
第三部分:设计过程
这一部分应该包括以下内容:
1.正时系统设计的基本步骤,包括确定凸轮轴位于引擎引气和排气冲程中的位置;
2.确定凸轮轴的总行程和总曲轴旋转速度;
3.确定曲柄轴和凸轮轴间的齿轮传动比;
4.确定曲柄轴和凸轮轴的相位角。
第四部分:设计示例
在这一部分中,可以提供一个具体的设计示例,以帮助读者更好地理解设计过程和原则。
第五部分:优化与调整
这一部分应包括以下内容:
1.正时系统设计的优化准则,包括最大化动力输出等;
2.如何调整正时系统以适应特定应用需求,如改进燃烧效率或提高燃油经济性。
第六部分:故障排除
这一部分应提供一些故障排除的指导,以帮助读者解决发动机正时系统常见问题。
第七部分:总结
这一部分应对整个文档进行总结,并提供进一步学习的指导,如推荐的参考书籍或在线资源。
以上是发动机正时系统设计指南的一个大致框架,其中每部分内容可根据需要进行补充和扩展。
这个文档将帮助读者了解发动机正时系统的基本原理,提供设计过程的指导,并帮助解决一些常见的故障排除问题,从而确保发动机正时系统的正常运行和性能优化。
0引言
随着技术的不断进步,越来越多的内燃机采用正时链系统取代正时皮带系统,就目前的发展情况而言,销量较好的汽车品牌中都在使用正时链系统。
不仅如此,现如今人们的环保意识日渐增强,具有小排量特点的汽车受到了社会上的广泛好评,采用正时链系统设计能够使汽车发动机满足“环保、低污染、轻便型”等特点的要求。
正时链系统能够有效的对气门进行控制,能够实现发动机进气侧和排气侧的启闭功能,这样使得发动机进排气变得顺畅,促进汽车发动机的正常运行。
1汽车发动机正时链的运行工况及其失效形式1.1汽车发动机正时链系统运行工况
汽车发动机正时链的运行工况和其他的一些工业链条相比具有很大的不同,汽车发动机正时链的链条和其他
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—作者简介:李直敏(1986-),男,安徽宣城人,本科,工程师,研究方
向为发动机正时链系统。
试论汽车发动机正时链系统的设计
李直敏
(舍弗勒贸易(上海)有限公司,上海201800)
摘要:正时链系统是汽车发动机中非常重要的组成部分,是能够保证汽车发动机正常运行的传动系统。
本文对汽车发动机的正时
链系统进行探究,首先是对汽车发动机正时链的运行工况和失效形式进行介绍,再接着是对发动机正时链系统的相关开发流程进行简单的描述,最后从三个方面对汽车发动机中正时链系统设计相关的技术要点进行有效的阐述。
关键词:汽车发动机;正时链系统;设计要点;运行工况;开发流程
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8.
图5FLUENT DPM 仿真结果与Leong and Hautman (2002)试验结果及Madabhshi et al.(2004)计算结
果的对比图((a )-(d )分别是流向速度、湍流强度、液滴X 向速度和SMD 在纵向距离Y 向的变化情况
)
Internal Combustion Engine&Parts
的链条相比具有较强的抗疲劳性和抗磨损性,考虑到发动机功率扭矩较大,工作运转时间也比较长,所以正时链的运行工况和其他的链条相比是十分严格的。
在一般的情况下,正时链的转速可以达到每分钟4500rpm到6500rpm,在特定的情况下链条传递能够达到每分钟1000rpm,所以要求发动机中的链条不仅仅能够在功率较高的情况下进行稳定的工作,还能够承受住怠速、加速、减速、高速、倒拖等各种变速的冲击。
总之,对正时链的要求是十分苛刻的。
1.2汽车发动机正时链链条的失效形式
汽车发动机链条的失效形式很多种,主要可以分为链条磨损失效、链条断裂失效、NVH失效以及传输精确性失效四种,主要分析如下:
1.2.1链条的磨损失效
通过大量的调查显示,正时系统中的链条最主要的失效形式是发生磨损导致的,常见的磨损原因有疲劳磨损、粘着磨损、磨粒磨损等等。
汽车发动机中的链条运行了一段时间以后,其平均磨损伸长率会增加,这样一来不仅对于正时链的精度造成一定的影响,还会对整个发动机的正时链系统的噪音产生不好的影响,因此,对发动机内部的清洁度以及机油都有相应的要求。
1.2.2链条的断裂失效
链条的断裂分为疲劳断裂和过载冲击断裂两种。
疲劳断裂主要是因为链松紧边的拉力不同,所以在运行状态下链条始终处在紧边力和松变力切换的状态,长时间高速低温运行下,链条容易发生疲劳断裂;过载冲击断裂主要是因为在运行过程中曲轴周期性地受到冲击力的作用,使曲轴反复受折,从而产生冲击载荷,导致产生过载冲击断裂。
1.2.3NVH失效
NVH是噪声、振动与声振粗糙度的简称,正时传动链的噪声主要是由于链条在运行过程中,链条和导轨的摩擦、链条和齿轮的啮合以及链条自身的多边形效应造成的,当整体布局设计不合理,动态性能差,链条力偏大以及不合适的链条选型都会造成NVH问题,对汽车用户体验有很大影响。
1.2.4传输精确性失效
发动机传动链的传输精度指的是实际运动与理论运动的一个趋近程度,在汽车发动机的传动系统中,需要有多个传动组件构成,如齿轮、凸轮轴、曲轴等等,这些传动组件在运行过程中会存在着一定的制造误差和安装误差,这样一来就导致了传动链产生传动误差,从而导致传输精确性失效,对于正时系统本身,张紧器的作用使得松边有一定的欲独,可能对凸轮轴的转动产生偏差,这些都会在动态测量中体现。
2汽车发动机正时链系统的设计与开发流程
汽车发动机中正时链的设计与开发是严格按照一定的原则和流程进行的。
其具体的设计开发流程如下,首先按照客户的要求进行链条的选型,接着是要对边界条件进行准确的计算,然后是对汽车发动机中的正时链系统进行总体的布局设计,紧接着再进行3D数模和2D图纸的绘制,能够对制作出来的样式进行实机测试,最后进行动态和耐久的验证试验。
总体的流程如上文中所说,这些环节是一环紧扣一环的,因此我们需要严格的按照设计流程对正时链系统进行有效的设计和开发,只有这样才能提升正时链系统的高效性,能够推动汽车发动机的发展。
3汽车发动机正时链系统设计的要点分析
3.1设计边界条件的确定分析
在进行发动机正时链系统的设计时需要对相关参数进行准确全面的收集。
收集的参数主要包括发动机的排量、缸盖、缸数、最大功率、最大转矩、断油转速、气门升程、气门弹簧刚度、发动机设计寿命、发动机边界、链条选型、导轨的材料、曲轴的半径等等各个方面,在这个过程中需要注意收集参数的准确性和全面性。
另外,边界条件以及空间的限制条件可以使汽车出产厂家提供的缸盖或者是缸体的数模或者2D图设计等等。
3.2正时链链条的选型
正时链条选择的主要参考因素有NVH、疲劳强度以及价格等,作用在正时链链条的张力主要指的是凸轮驱动力、曲轴激励以及高压油泵等,其又可以被分为气门的弹簧力、气门驱动机构的摩擦力、驱动部件的弹性力、气体的压力等等,这些可以按照一定的动力学或者是物理学知识进行计算求得。
对于一些具有较低功率的发动机来说,其先关的配气凸轮的驱动力应用运动学或者是动力学两种方法进行有效的计算,虽然说是两种方法的演算过程不同,但是都可以取得较为准确的结果。
但是对于一些具有较大功率的发动机而言,应用不同的方法取得到的结果是具有很大的差异性的,因此我们需要对两种不同的结果进行分析,选择贴近实际情况的方法进行计算。
经过大量的计算我们可以发现,利用动力学先关知识记性计算得到的结果更加准确,因此我们在这方面建议大家利用动力学的方法来进行相关的计算。
另外,不得不提的一点,当我们不能够收集到先关准确的工作参数时,我们可以对其进行简单的估算,估算结果也是可以成为一个重要的参考。
3.3汽车发动机中正时链系统的总体布局设计
在进行汽车发动机的正时链系统的整体布局,就要遵循以下几点要求,首先,需要确保在整个的正时链系统中链条的节数为整数,并且还要是偶数。
其次,要注意其对于发动机运行噪音和震动的影响,所以说需要在链传动的松边和紧边及时的安装导向轨。
最后,对于汽车发动机的正时链条进行张紧的目的主要是为了避免链条的垂度过大时会产生啮合不良的现象,这样一来会在很大的程度上限制链条的振动幅度,同时也为了增加链条和链轮的啮合包角。
过去的张紧器结构比较简单,往往用链轮或短板直接压紧链条的侧面,这种张紧方法的张紧压力都集中在链条的局部,效果较差。
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