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汽车发动机仿真实训报告今天是坐在有空调的教室里学习,环境是舒适的工作量是不轻松的.所以必须打起十二分精神学习.在实习完汽车发动机实体拆装的基础上,汽车发动机仿真就更简单易懂了.通过汽车发动机仿真,使我更清楚地了解了发动机的内部结构,汽车拆装的先后顺序以及各个拆装工具的用途和用法.在老师的指导下,我们简单掌握了汽车仿真的软件,根据老师的要求,我们先对发动机不同部位的局部的拆装,待完成后,我们就依照老师的方法对发动机整体进行拆装.在仿真拆装过程中,我们可以清楚地看到发动机拆装的先后顺序和一些工具,比如最常用的套筒扳手,棘轮扳手,扭力扳手等等.在拆装过程中,我们记下了拆装的顺序：1、拆下发动机外围部件,包括分电器、发电机及皮带、水泵、汽油泵、机油过滤器总成、支脚和离合器总成2、按顺序松开气门室螺栓,卸下气门室盖,取下垫片；3、拆下正时链上下罩,松开紧链器,拆下正时链；4、拆下摇臂轴架；5、拆下汽缸盖；6、拆下活塞连杆,注意先把活塞摇到下支点；最后拆到仅一个缸体,再对机体的各个零件进行清洗,分解,组装,抹油等工序.另外,在老师的指导下,我们还简单掌握了发动机的测量,发动机的内部拆装,发动机外部件安装和卡罗拉二级维护.在第二天的实习中,老师还分别讲了汽油喷射组件和柴油喷射组件的拆装.汽油是以汽油作为燃料的.由于汽油粘性小,蒸发快,可以用汽油喷射系统将汽油喷入气缸,经过压缩达到一定的温度和压力后,用点燃,使气体膨胀做功.汽油机的特点是转速高,结构简单,质量轻,造价低廉, 运转平稳.柴油的工作过程与汽油有许多相同的地方,每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程.但由于柴油机用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸发,而其自燃温度却较汽油低,因此可燃混合气的形成及都与汽油机不同.不同之处主要是,柴油气缸中的混合气是压燃的,而不是点燃的.与汽油相比,柴油机具有燃油经济性好、尾气中氮氧化合物较低、低速大等特点,因其出色的环保特性而被欧系车推崇,而对于平顺性、噪声等缺点,在欧洲先进汽车工业下,已不是什么难题,当前柴油机性能和工况已经和汽油机相差无几.电控汽油喷射系统的燃油供给系统由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油分配管、油压调节器、喷油器、冷起动喷嘴和输油管等组成,有的还设有油压脉动缓冲器.电动汽油泵：在电控汽油喷射系统中应用的电动汽油泵通常有两种类型,即滚柱式电动汽油泵和叶片式电动汽油泵 .燃油分配管,也被称作"共轨",其功用是将汽油均匀、等压地输送给各缸喷油器.由于它的容积较大,故有储油蓄压、减缓油压脉动的作用.喷油器的功用是按照电控单元的指令将一定数量的汽油适时地喷入进气道或进气管内,并与其中的空气混合形成可燃混合气.喷油器的通电、断电由电控单元控制.电控单元以电脉冲的形式向喷油器输出控制电流.当电脉冲从零升起时,喷油器因通电而开启；电脉冲回落到零时,喷油器又因断电而关闭.电脉冲从升起到回落所持续的时间称为脉冲宽度.若电控单元输出的脉冲宽度短,则喷油持续时间短,喷油量少；若电控单元输出的脉冲宽度长,则喷油持续时间长,喷油量多.一般喷油器针阀升程约为,而喷油持续时间在2～10ms范围内.油压调节器的功用是使燃油供给系统的压力与进气管压力之差即喷油压力保持恒定.因为喷油器的喷油量除取决于喷油持续时间外,还与喷油压力有关.在相同的喷油持续时间内,喷油压力越大,喷油量越多,反之亦然.所以只有保持喷油压力恒定不变,才能使喷油量在各种负荷下都只惟一地取决于喷油持续时间或电脉冲宽度,以实现电控单元对喷油量的精确控制电子控制汽油喷射装置,由喷油器、传感器和电子控制单元ECU三大部分组成,其基本特点就是混合气的配制由ECU来控制.ECU起到“中枢神经”的作用,它存储了发动机各种运行工况下的最佳喷油持续时间,根据各个传感器的输入信号计算出实际最佳喷油持续时间,指令喷射器将一定量的燃油喷入进气歧管.而传感器象人的五官,专门感受温度,混合气浓度,空气流量或压力,曲轴转速等数值并传送给ECU,起非常重要的作用.节气门位置传感器安装在节气门体上专门测量节气门的开度,进而反映发动机不同的工况；空气温度传感器安装在节气门之后的进气歧管上,用以检测进气温度,ECU根据其信号修正喷油量使得发动机自动适应外部环境的变化；水温传感器监测发动机冷却水温度,ECU根据其信号修正喷油量,喷油量与温度是反比关系,水温越高喷油量会越少；转速传感器安装在气缸体上监测曲轴的转速,形成脉冲信号传送至ECU；霍尔传感器安装在凸轮轴位置上,用以检测曲轴转角,为ECU控制点火时刻提供信号；氧传感器安装在排气管上,它的一面与大气接触,另一面与排气管废气接触,实际上是利用废气及大气中氧浓度之间的差值产生电动势,将信号反馈给ECU,只要空燃比偏离了理论空燃比就会发信号,ECU根据信号发出新的喷油指令,使混合气的空燃比处于理想状态.总之,这些传感器在岗位上各负其责,在汽车运行中不断将信号传送至ECU,而ECU就根据存储的数据与信号不断对比不断修正喷射器油量,从而达到最佳混合气的空燃比.老师风趣的讲法和1对1的教学,让我在短短的两天学到很多有用的知识,那些不是很爱学习的也在老师的知道下认真的学习到知识.090898 杨智方。
基于三维仿真分析的气门升程优化
关昊;伊士旺;赵铮;孙科
【期刊名称】《车用发动机》
【年(卷),期】2014(000)003
【摘要】在一维仿真优化的基础上，基于三维仿真工具对一种配备可变滚流装置的发动机进行分析，研究了气门升程对缸内气体流动的影响，详细介绍了发动机部分负荷下，在可变滚流作用下缸内流动的变化趋势。
通过应用三维仿真工具弥补一维仿真工具在发动机凸轮型线设计阶段的不足，从而优化设计。
【总页数】5页(P16-20)
【作者】关昊;伊士旺;赵铮;孙科
【作者单位】长城汽车股份有限公司技术中心，河北保定 071000; 河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000;长城汽车股份有限公司技术中心，河北保定071000; 河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000;长城汽车股份有限公司技术中心，河北保定 071000; 河北省汽车工程技术研究中心，河北保定071000;长城汽车股份有限公司技术中心，河北保定 071000; 河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000
【正文语种】中文
【中图分类】TK413.43
【相关文献】
1.进气门相异升程下缸内气体运动三维数值模拟 [J], 刘伍权;迟淼;张士强;吴子尧;耿帅;刘瑞林
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3.基于GT-POWER的可变气门升程发动机模拟开发及优化匹配 [J], 周世平
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495柴油机配气机构的运动仿真作者：王素梅苌转王海丰来源：《科技资讯》 2012年第15期王素梅1 苌转1 王海丰2(1.沈阳理工大学汽车与交通学院沈阳 110159; 2.沈阳远大环境工程有限公司沈阳110127)摘要:采用CATIA软件建立柴油机配气机构实体模型,应用模块SimDesigner建立各零部件之间的运动约束,完成配气机构的虚拟样机,进行运动仿真,得到进、排气门的位移、速度、加速度运动曲线。
通过运动仿真可直观地检查零部件之间是否干涉,得到合理的结构设计,且通过对运动曲线的分析,为配气机构的设计改进提供重要依据。
关键词:柴油机配气机构运动仿真运动曲线中图分类号:TK423 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0128-02配气机构是发动机的重要部件之一,其功能是实现换气过程,根据气缸的工作次序,定时地开启和关闭进、排气门,以保证气缸吸入新鲜空气和排出燃烧废气。
发动机要求配气机构有准确的配气相位,有良好的换气性能,进气充分、排气彻底,配气机构设计的好坏直接关系到整个发动机的动力性、经济性、噪声、排放指标以及使用寿命[1]。
本文确定495柴油机配气机构为下置凸轮轴式、顶置双气门配气机构。
根据柴油机配气机构设计要求及设计原则,确定该配气机构零部件结构参数;凸轮设计采用几何凸轮型线设计方法,采用的是六段弧设计(基圆、缓冲段、腹弧、顶弧)的凸弧凸轮,并与平底挺柱配合[2]。
采用虚拟样机技术,建立配气机构运动学分析模型并分析机构的运动规律。
1 配气机构仿真模型的建立该配气机构包含的组件主要有:凸轮、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴及气门等。
其中凸轮轴轴线与摇臂轴轴线平行;凸轮中心面与对应的挺柱轴线共面;凸轮工作面与挺柱工作面为外接触约束;推杆工作面(凸面)与挺柱工作面(凹面)为外接触约束,并且推杆轴线在对应的凸轮中心面内。
根据上述约束条件应用CATIA软件将零件模型依次导入装配图中,另外要注意装配首个气门组的位置,避免发生干涉[3]。
ISSN 1000-0054C N 11-2223/N清华大学学报(自然科学版)J T sing hua U niv (Sci &T ech),2003年第43卷第5期2003,V o l.43,N o.532/36698-701发动机电磁气门驱动设计试验与仿真赵雨东, 吴亚楠, 付雨民, 汪 波, 李红艳, 陆际清(清华大学汽车工程系,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084)收稿日期:2002-09-11基金项目:国家自然科学基金资助项目(50175055)作者简介:赵雨东(1966-),男(汉),北京,副教授。
E -m ail :zh aoy d@t sing 摘 要:为探索发动机电磁气门驱动(E VA )的关键技术,设计制作了试验研究用E V A 装置及其开环控制系统、试验装置和测试系统,对E V A 进行了电磁铁静吸力特性试验、动态试验和仿真计算。
结果表明:电磁铁基本达到了设计要求;只要控制参数适当,E VA 就能初始化和正常运动,但开环条件下的气门落座速度难于控制;EV A 仿真计算结果与试验结果吻合较好,仿真计算可用于EV A 方案优选与分析。
关键词:汽车发动机;气门机构;可变气门驱动;电磁气门驱动(EV A )中图分类号:U 464.1;T K 413.4文献标识码:A文章编号:1000-0054(2003)05-0698-04Sim ulation an d testin g of electr om agn eticvalve actuation f or en gin esZ HAO Yudong ,W U Ya na n ,FU Y um in ,W ANG Bo ,LI Ho ng y a n ,LU Jiqing(St at e K ey L abor at o ry of A ut om o bi le Sa fet y and Ener g y Co nser va ti on ,D epar t m ent of A ut om o t ive Eng ineer ing ,T sing hua U n iver sit y ,Beij i ng 100084,China )A bst ra ct :El ect r om ag net ic v alv e act uat io n (E V A )sy st emsfo rinter nal co m bust io n eng ines w ere t est ed in an E V A pro t ot y pe o n t w o t est r igs w it h open-l oo p cont r ol sy st em s.T he st at ic elect ro m ag net ic f o rces and t he dy nam ic behav io r of t h e EV A w ere test ed and m easur ed on t h e t est rig s.A sim ulat io n w as t hen dev eloped t o m odel t h e E V A syst em.T he E V A sim ul at ion resul ts ag r eed w ell w it h t he t est result s,so t he sim ulat io n can be used t o opt im ize and analy ze t h e E V A system.T he result s sho w that t he sol enoids meet t hedesig n requir em ent s and that t he EV A sy stem o perat es no rm all y w it h t he pr oper co nt ro l para m et ers,but t hat t he v alv e seat ingv elo cit y is not easily cont r oll ed w it h o pen-lo o p co nt ro l.K ey wo r ds :a ut om o t iveeng ines;va lvet rains;v ariableva lvea ctua t ion;elect ro m ag net ic v alv e a ct ua t ion (EV A )电磁气门驱动(EV A )就是取消发动机传统气门机构中的凸轮轴及其从动件,而用电磁铁产生的电磁力直接驱动或控制气门运动。
发动机气门的动力学及温度场三维数值模拟
周廷美;吕俊成;莫易敏
【期刊名称】《内燃机》
【年(卷),期】2004(000)006
【摘要】采用有限元法对发动机气门进行了动力学及温度场的三维数值模拟,分别得出了气门在动载荷、温度载荷作用下的应力分布规律,研究结果为气门的失效分析和气门的优化设计提供了理论依据.
【总页数】3页(P7-8,15)
【作者】周廷美;吕俊成;莫易敏
【作者单位】武汉理工大学,湖北,武汉,430070;武汉理工大学,湖北,武汉,430070;武汉理工大学,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TK413.4
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1.耦合详细化学动力学的HCCI发动机工作过程三维数值模拟 [J], 王志;帅石金;王建昕;田国弘
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基于MATLAB有液压间隙调节器的气门机构的动力学模拟计
算
李书军;王志伟;皋军
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2006(000)010
【摘要】针对带有液压间隙调节器(Hydraulic Lash Adjuster,HLA)的气门机构,采用液压模拟HLA的模型,构造了气门机构动力学计算模型.用MATLAB语言编制出该模型动力学计算通用程序,并对国内Santana轿车发动机中气门机构进行了动力学计算,计算结果表明所建立的模型是可用的,且具有一定的准确性、可靠性和通用性.
【总页数】4页(P76-79)
【作者】李书军;王志伟;皋军
【作者单位】江南大学机械工程学院,江苏无锡,214122;暨南大学包装工程研究所,广东珠海,519070;江南大学机械工程学院,江苏无锡,214122
【正文语种】中文
【中图分类】TP302.7
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1.有直动式液压间隙调节器的气门机构的动力学模型 [J], 赵雨东;陆际清;仝坤;葛青
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东;葛青;仝坤
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5.液压气门间隙调节器及有间隙调节器的气门机构的研究 [J], 赵雨东;陆际清;仝坤;葛青
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柴油机运动系统仿真与气门活塞最小运动间隙测量
王建萍;朱昱;李志扬
【期刊名称】《现代制造工程》
【年(卷),期】2014(000)009
【摘要】基于Pro/Engineer软件建立了某型柴油机运动系统的三维模型并完成了运动仿真,测得了气门与活塞之间的实时运动间隙.仿真结果为合理确定气门凹坑深度、降低余隙容积对燃烧的不利影响提供了依据.
【总页数】4页(P113-116)
【作者】王建萍;朱昱;李志扬
【作者单位】江苏工程职业技术学院机电工程学院,南通226007;南通大学机械工程学院,南通226019;南通大学机械工程学院,南通226019
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
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1.4G15V机型汽油机气门与活塞最小运动间隙的计算 [J], 施玉春;王剑锋;王志国;李国华;沙洲
2.柴油机活塞二阶运动的测量 [J], 姜恩沪;夏建新
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北京吉普汽车发动机气门机构的运动学仿真任务书1．设计的主要任务及目标以四冲程的汽油机下置式凸轮配气机构为例，应用pro/e软件，对配气机构的凸轮运动进行仿真，并对结果分析，提出合理优化建议。
2．设计的基本要求和内容完成汽油发动机气门机构的零件模型建立。
运用软件完成气门机构的运动仿真并提出优化策略。
提交设计说明书一份，提交pro/e模型一份及分析图表各一份。
3．主要参考文献1）濮良贵，机械设计（第八版）[M]，高等教育出版社，2010.62）孙恒，机械原理（第七版）[M]，高等教育出版社，2012.73）刘峥，王建昕，汽车发动机原理教程[M]，清华大学出版社, 20014）松凌珺，岳荣刚，王永皎，中文版Pro/ENGINEER Wildfire基础教程（第二版）[M]，清华大学出版社，2012.5审核人：年月日北京吉普汽车发动机气门机构的运动学仿真摘要：配气机构是发动机的重要组成部分，它是按照发动机的每一气缸所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开关进、排气门，是使新鲜空气及时充分的进入气缸，废气得以及时的彻底的排除气缸。
为了提高发动机的性能，需要大量的实验和计算优化配气机构的相关参数。
但是由于发动机实验耗时较长，而且经费消耗巨大，实验数据也不便测量，同时由于计算机技术的飞速发达，现代设计技术被广泛的应用于发动机设计制造当中。
本设计以四冲程的汽油机下置式凸轮配气机构为例，在借鉴国内外设计开发经验的基础上，应用pro/e软件，对配气机构的凸轮运动进行仿真，并对结果分析，提出合理优化建议。
关键词：发动机，气门机构，凸轮，运动仿真，pro/e软件Beijing jeep automobile engine valve mechanism kinematicsimulationAbstract: Distribution institution is an important part of the engine. It is according to the work cycle of each cylinder of engine and firing order requirements, time switch inlet and exhaust valves, it is to make the fresh air in a timely manner fully into the cylinder, exhaust gas to timely cylinder completely ruled out. In order to improve the performance of the engine requires, we need a lot of valve-train optimization of experiment and calculation of relevant parameters .But, because of the engine experiment takes long time, and more money, and the experimental data is not convenient to measure. In addition, because of the computer technology developed rapidly, and the modern design technology has been widely applied to the design and manufacture of engine. This design put the four-stroke gasoline engine underneath type valve-train CAM as an example. On the basis of the design and development experience at home and abroad for reference use the pro/e to do the valve-train CAM motion simulation, then give advise base on the results of the analysis. Keywords: The engine, The valve body, CAM, Motion simulation, pro/e software目录1 绪论 (4)1.1研究背景及意义 (4)1.2国内外对气门机构的研究进展和缺陷 (5)1.2.1凸轮轴气门驱动机构 (5)1.2.2 无凸轮轴驱动气门机构 (6)1.3本设计主要内容 (9)2 配气机构结构原理 (10)2.1配气机构的机构及其组成 (10)2.2 气门机构的分类 (10)2.2.1按气门的布置分类 (10)2.2.2 按凸轮轴的布置型式分类 (11)2.3 凸轮轴的传动方式 (11)2.4 配气相位 (12)3 配气机构的运动学分析 (14)3.1.由挺柱运动规律求气门的理论运动规律: (14)3.2球面挺柱运动规律与凸轮轮廓的关系 (19)4 运用pro/e建立模型 (25)4.1 pro/e简介 (25)4.2 配气机构建模的具体步骤 (25)4.2.1 零件建模 (25)4.2零件的装配 (32)4.3本章总结 (36)5 配气机构的运动仿真与分析 (37)5.1 机构连接定义 (37)5.1.1凸轮连接定义 (37)5.1.2弹簧定义 (38)5.2运动仿真 (39)5.2.1 添加电机 (39)5.2.2机构分析定义 (40)5.3运动仿真及数据测量 (40)5.4结果分析 (43)5.5改进凸轮模型 (43)6 结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)1 绪论1.1研究背景及意义随着时代的发展，人们越来越重视汽车的节能和环保。
现代高科技的发展已将发动机的节能、增效、低排放作为“节能—高效—环保”一体化课题进行综合研究和技术开发。
而配气机构是影响发动机性能最主要的因素之一。
配气相位的选择对燃烧过程的优劣有着非常重要的作用。
不仅仅要选择发动机的燃油经济性，还要考虑发动机运转的地府平稳性和发动机飞起排放的问题。
想要改善发动级的性能，减少有害物质的排放，可以通过改变发动机气门的运动过程来实现。
为达到这些目的，要经过大量的实验和计算。
如何在最短的时间内高效、高质地完成设计和相关实验，是目前所关心的问题。
随着计算机技术的发展，建模（包括数学模型、物理模型等）仿真技术已成为汽车发动机研发过程中的一个重要手段。
运用计算机软件的仿真技术可以得出准确数据，从而代替了繁琐冗长的实验。
通过仿真计算、分析，可灵活的调整设计方案，合理优化参数，预测各种条件下系统的性能，有效缩短开发和设计周期，以降低科研经费，有助于样品的制造和实验。
作为发动机最重要系统之一的配气机构也紧随时代的脚步前进，气门控制技术和气门动态仿真技术早期的研究进展比较缓慢，主要成果是在20世纪70年代以后取得的.下图为其发展历程。
图1.1气门控制技术和气门动态仿真技术的发展历程随着现代信息技术的高速发展，气门机构动态仿真技术也紧随其脚步，在汽车发动机设计制造领域的应用中不断向广度和深度拓展。
配气机构是发动机中的重要机构，它的优劣直接影响发动机性能和寿命，而且关系到节省能源和减少污染等问题。
随着时代的发展，动态仿真技术的发展将给发动机制造领域带来便捷，为设计者在最短的时间内设计出性能强劲的发动机做出巨大贡献。
因此需要对配气机构进行优化设计，使其工作更加合理，从而提高发动机性能和寿命。
1.2国内外对气门机构的研究进展和缺陷1.2.1凸轮轴气门驱动机构绝大多数活塞式内燃机是采用传统的机械驱动凸轮结构来驱动进排气门的，其气门的升程、配气定时一般是基于某一狭小工况范围发动机性能的局部优化而确定，气门运动规律完全由凸轮的型线确定的。
这种气门驱动机构不够经济、环保。
特别是车用发动机，要求配气相位可变，气门升程可调。
但是由于它简单、可靠、相对来说不昂贵，所以至今仍广泛的使用。
由于汽车在行驶过程中路况很复杂，所以要求汽车发动机在不同的转速下都能高效率的工作，这就需要凸轮轴可变气门驱动机构了。
凸轮轴可变气门驱动机构是在传统气门驱动机构的基础上改进的，通过对凸轮轴传动、摇臂比、顶柱或正时皮带的调节达到改变气门正时或升程的目的，一般为机械控制，也有少量为电子控制。
但是由于依旧采用了凸轮，所以其运动还是受到凸轮轮廓线的限制。
Lexus、Alfa Romeo、Toyota以及Mercedes-Benz、Toyota等公一些可变气门正时系统都是这一类。
下图Lexus公司的可变气门正时系统的结构图：图 1.2 Lexus公司的可变气门正时系统的结构图还有一种凸轮轴调相位机构是由谐波传动实现的。
其机构是由刚轮、柔轮和波发生器构成。
柔轮是容易变形的薄壁外齿圈，刚轮则是刚性内齿轮，和谐波发生器由椭圆盘和柔性轴承组成。
这些机构的特点是：机构容易实现对气门上升和下降以及气门开启持续时间的调节。
而气门正时系统无法实现气门开启持续时间的调节和气门升程的调节，仅仅是可以无极可调。
还有一种是Fiat公司的三维凸轮可变气门机构，凸轮轴的轴向移动使得凸轮的不同部分与可倾斜导板接触，改变了气门的升程和正时，由润滑系统的油压提供动力。
控制方式有机械的，也有电子的。
该机构的缺点是气门升程和气门正时的变化范围受到限制，而且工作过程中，接粗应力较大。
该机构的优点为气门开启和回位的特性以及落座的速度都是可以控制的。
另外还有可变连接件式机构，多凸轮机构，可变液压顶杆是机构等，这里不再一一介绍。
1.2.2 无凸轮轴驱动气门机构无凸轮轴启动气门机构取消了直接受制于曲轴运动的凸轮轴及其从动件，而以电液、电磁、电气或者其他方式驱动气门。
无凸轮轴驱动配气机构比传统的机械式配气机构简化了发动机结构、提高了发动机的制动性能并且降低了能耗、提高了输出功率和怠速稳定性、减少了磨损和冲击噪声等等，无凸轮轴驱动配气机构截止当前为止最有潜力的、自由度最大的可变气门系统。
（一）电机控制可变气门驱动机构电机控制可变气门驱动系统的凸轮由与原凸轮轴传动系统无关的电动机直接单独驱动。
如下图图1.3 电机控制可变气门驱动机构这种系统中，每一个气门都由一套永磁无刷直流电机带动凸轮进行驱动，过增加或减少气门开启时凸轮/电机的角速度来改变气门动作的持续时间，以应缩短或延长气门的动作时间。
该系统的缺点是：难以将发动机的运转过程与电动机协调一致。
优点是，转速范围广，在可变定时和部分升程运行方面具有较好的灵活性。
