大型低速柴油机配气相位的优化计算

某柴油机喷油泵齿轮扭矩相位优化
周阳春;梁燕成;黄俊锟
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】齿轮敲击是发动机振动噪声的重要激励来源,减小齿轮敲击对于降低发动机辐射声压级、改善声音品质具有重要意义。

为降低齿轮敲击噪声,建立了齿轮驱动系统及配气机构的动力学仿真模型,本模型考虑了各转速下的曲轴转速波动以及齿轮系各驱动附件的力矩,计算得到了各齿轮啮合副的随时间域的齿轮啮合力。

通过改变喷油泵齿轮扭矩相位,得到一系列的时间域的齿轮啮合力和齿轮轴承载荷,通过将时域的齿轮轴承载荷转化为频域的齿轮轴承载荷,总结了齿轮轴承总力的计算方法,以此齿轮轴承总力来评价齿轮系激励力的大小。

通过对比确定了轴承载荷较小的喷油泵齿轮扭矩相位,得出了最优的相位和最差的相位。

在发动机台架试验中亦采用相应的扭矩相位进行发动机九点噪声试验,通过试验得到了喷油泵扭矩相位与噪声大小的关系。

试验与仿真两者的扭矩相位对噪声的影响关系一致,验证了喷油泵齿轮扭矩相位优化方法的有效性,可通过此方法来对柴油机喷油泵的最佳相位进行优化。

【总页数】5页(P29-33)
【作者】周阳春;梁燕成;黄俊锟
【作者单位】广西玉柴机器股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK422
【相关文献】
1.柴油机喷油泵齿轮断齿问题分析
2.用于柴油机扭矩控制的摩擦扭矩在线修正算法
3.配气相位对大功率柴油机缸套热负荷影响及优化
4.机械增压柴油机配气相位耦合优化分析
5.使用正时皮带的柴油机高压油泵相位的优化设计
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柴油机模拟计算及优化王旭;薛冬新;宋希庚【摘要】传统的柴油机设计周期较长且主要依靠经验公式,难以保证设计的精确性.使用计算机模拟软件可以解决这些问题.使用GT-power一维模拟软件对某机型中速柴油机建立仿真模型.通过对模型的计算,得出相关柴油机性能主要参数的模拟结果并与实验值进行对比.进而通过调整模型相关参数,对充量系数、油耗等参数进行优化,为该柴油机设计提供依据和参考.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2015(053)008【总页数】4页(P43-46)【关键词】模拟;柴油机;优化;充量系数【作者】王旭;薛冬新;宋希庚【作者单位】116023辽宁省大连市大连理工大学内燃机研究所;116023辽宁省大连市大连理工大学内燃机研究所;116023辽宁省大连市大连理工大学内燃机研究所【正文语种】中文【中图分类】TK4220 引言随着时代的发展，近些年来对于柴油机性能和排放的要求越来越高，这就要求我们要更加深入地研究柴油机的工作过程［1］。

但是柴油机内部实际工作过程非常复杂，比如在对燃烧模型和柴油机内气体流动的描述都是采用联立大量的微分方程的方法，所以对柴油机工作过程进行数值计算难度很大［2］。

但是随着计算机模拟软件的长足发展，我们可以应用boost、gt-power等柴油机模拟软件来解决这一问题，这类软件是基于一维气体动力学，对柴油机工作过程进行模拟计算，精度较高而且计算时间较短［3］。

因GT-POWER软件包含模块较全，对内燃机整机分析有独到之处且能与CFD软件良好耦合，所以本文采用此软件进行模拟。

通过计算，我们可以更加了解相关参数对于柴油机性能的影响，标定过后的模型可以较为准确地得到很多工程实际中难以测量的参数。

通过调整相关参数，可以比较快捷地对柴油机的工程过程做出优化分析，为工程实际提供参考和依据，缩短研发周期。

1 模型建立本文所模拟的机型为直列8缸柴油机，4气门，增压中冷。

谈柴油机的配气相位和气门间隙作者：张启超来源：《农业与技术》2012年第09期摘要：当前，农村经济有了长足发展，农民购买拖拉机、农用三轮车、农用柴油车已相当普遍，农机维修人员及驾驶员在管理、维修、保养中不注意发动机配气相位及气门间隙的改变，从而影响发动机功率不足，增加耗油量，造成发动机工作不正常，严重影响经济效益的提高，此文就应用柴油发动机配气相位理论知识来提高柴油发动机的功率，降低耗油量及气门间隙调整快速判断进行阐述。

关键词：柴油发动机；配气相位；调整中图分类号：TK40文献标识码：Ａ当前，农村经济有了长足发展，农民购买拖拉机、农用三轮车、农用柴油车已相当普遍，但是，我们有一部分维修人员及驾驶员在管理、维修、保养中不注意发动机配气相位及气门间隙的改变，从而影响发动机功率不足，增加耗油量，造成发动机工作不正常，严重影响经济效益的提高，下面谈谈应用柴油发动机配气相位理论知识来提高柴油发动机的功率，降低耗油量及气门间隙调整快速判断。

１柴油发动机的配气相位柴油发动机的每个实际循环结束必须进行工质的更换，用新鲜空气充入气缸内代替工作过的燃烧生成物（废气）。

前一循环的排气过程和后一循环的进气过程在时间上相互衔接，并往往有一定的重迭，在作用上相互影响，它们的进行特点也有很多相似之处，所以合在一起统称为换气过程。

对换气过程的基本要求是，吸足就是进入气缸的新鲜空气冲量尽量充分，排净就是气缸里的废气应尽量排净，排气愈彻底，残余在汽缸里的废气愈少。

这样一方面可以充入更多的新鲜充量，另一方面可以更有利于以后燃烧过程的进行。

为了满足这一要求，对柴油发动机来讲，就要求它们的气门都有提前开启和延迟关闭的角度，使它们开启的曲轴角超过180°，以争取更大的开启“时间——断面”。

这个气门开启到气门关闭对应的曲轴转角就称为配气相位。

2配气相位对换气过程的影响根据配气相位的定义可知，配气相位直接影响着换气过程。

排气门早开是为了使排气冲程开始时，气门已有较大开度便于废气排出，并降低排气消耗功能，但开启过早，则气体尚未充分膨胀即被排出气缸，将使膨胀功能减小而降低发动机功率。

大中型轮式拖拉机上柴油机配气相位的检查调整和柴油机供油提前角的检查调整a准备工作检查、清洁和备齐所需工、量具与零件、设备1.未检查、清洁分别扣分2.检查不周到扣分b检查调整拖拉机上柴油机配气相位1．拆卸外部附件按规定次序拆卸调整气门需要拆下的零部件1.不按规定程序拆卸扣分2.拆卸了不该拆卸的零部件，扣分2.检查调整柴油机气门间隙1.转动飞轮，找到第1缸活塞压缩上止点2．用扳手和旋具分别松开第1缸的进、排气门，第2缸的进气门，第3缸的排气门（也可逐缸调整）固定螺母及调整螺钉3．将厚薄规分别插入气门与摇臂之间，检查气门间隙4.如不符，分别拧动第1缸的进、排气门，第2缸的进气门，第3缸的排气门（也可逐缸调整）的调整螺钉，直到厚薄规能在气门与摇臂之间抽动，并稍微有阻力为止5.气门间隙调整合适后，固定好调整螺钉，并将螺母锁紧6．将曲轴旋转一圈，使第4缸活塞处于压缩上止点，检查调整其余气门的气门间隙7.复查气门间隙调整结果：转动飞轮几圈，复查气门间隙是否符合说明书规定值1.不会找压缩上止点，扣分2.不能正确松开调整螺钉扣分3.不会检查或不会正确使用厚薄规扣分4.不会正确固定调整螺钉扣分5.不复查气门间隙扣分扣完为止3.检查柴油机进气门配气相位1.找出1缸的上止点位置，并在飞轮和机体上做出记号A2.反转曲轴，使进气门完全关闭3.将百分表测头垂直触到进气门弹簧座或摇臂头上，保持一定压力，然后将表调零4.正向缓慢转动曲轴，当百分表指针开始摆动瞬间，停止转动曲轴，查看此刻机体一的刻线与飞轮的相对位置，在飞轮上再做出记号B5.测量飞轮上A和B点记号之间的弧长，换算出此时的曲轴转角为进气门开启时间，并填入记录表6.继续正转曲轴，越过下止点后，当百分表指针由摆动到停止的瞬间，停止转动曲轴，在飞轮上查出此时的曲轴转角为进气门关闭时间，并填入记录表7.计算配气相位角，并填入记录表1.操作程序错误扣分（未到检视窗口核对）2.百分表安装不当扣分3.记号或角度检查不准确扣分4.不会计算角度或计算不正确扣分4.调整配气相位（口述）1．配气相位变化的主要原因（磨损等）2.调整配气相位的方法：改变凸轮轴与正时齿轮的相对位置，改变正时齿轮之间的相对位置，调整气门间隙1.不了解配气相位变化原因扣分2.不了解配气相位正确调整方法扣分c检查调整拖拉机上柴油机供油提前角1．设定供油提前角观测点1.卸下高压油管，在第1缸上安装定时管2.将油门手柄置于油门最大供油位置3．顺转曲轴；使“定时管”内充满燃油4.弹出“定时管”内的部分燃油1.工具选用或使用错误分别扣分2.设定供油提前角观测点操作方法步骤有误扣分2．检查供油提前角1.顺转曲轴；并观察“定时管”内油面2.当油面刚刚向上波动的瞬间，立即停转曲轴3.检查正时齿轮盖上的指针对准皮带轮上刻度或飞轮壳上指针对应的飞轮上的刻度是否符合最佳度数值，并确定出差值4．将检查的数值填写到鉴定表中1.工具选用或使用错误分别扣分2.检查方法步骤有误每次扣分3.检查数值有误扣分3．调整供油提前角1．按说明书的要求调整供油提前角（每种机型都有相应的调整供油提前角的方法）2．将调整后的数值填写到鉴定表中3.调整后复测供油提前角：①顺转曲轴，并观察“定时管”内油面刚刚向上波动；②检查供油提前角度应在规定范围内4.安装附件：①拆下“定时管”；②按要求紧固其各部件1.工具选用或使用错误分别扣分2.调整方法步骤有误保分3.调整结果有误或扣分4.调整后不复测保分5.未按要求紧固其各部件扣分d安全文明生产1.遵守安全操作规程2.操作现场整洁3.作业现场整理未遵守操作规程、操作现场不整洁、作业后未整理现场分别扣分e评分说明1.工具及零件脱手落地每次扣分2.量具脱手落地每次扣分3.因操作失误造成零件及工量具损坏每次扣分4.違反安全操作规程每次扣分5.因违规操作发生重大人身或设备事故,全题按零分计6.得分相同者按完成时间排序，用时少者列前排除拖拉机电路故障a准备工作检查、清洁和备齐所需工、量具与零件、设备1.未检查、清洁分别扣分2.检查不周到扣分b排除拖拉机电路故障1.启动，了解故障征象1.启动前的检查2.启动1.检查内容漏项扣分2.未启动或启动操作步骤错误扣分3.启动不着的故障原因分析不全扣分2.判断排除电源电路故障1.能正确判断电源电路故障2.能正确排除电源电路故障1.工具、仪表选用错误每次扣分2.工具、仪表使用错误每次扣分3.故障判断不准确扣分4.故障判断准确未排除扣分3.判断排除启动电路故障1.能正确判断启动电路故障2.能正确排除启动电路故障1.工具、仪表选用错误每次扣分2.工具、仪表使用错误每次扣分3.故障判断不准确扣分4.故障判断准确未排除扣分4.判断排除照明及信号电路故障1.能正确判断照明及信号电路故障2.能正确排除照明及信号电路故障1.工具、仪表选用错误每次扣分2.工具、仪表使用错误每次扣分3.故障判断不准确扣分4.故障判断准确未排除扣分5.启动拖拉机故障排除后，正确启动拖拉机，5秒内能顺利启动，发动机燃烧正常1.启动操作步骤错误扣分2.发动机5秒内不能顺利启动或启动后燃烧不正常分别扣分c安全文明生产1.遵守安全操作规程2.操作现场整洁3.作业现场整理未遵守操作规程、操作现场不整洁、作业后未整理现场分别扣分d评分说明1.工具及零件脱手落地每次扣分2．量具脱手落地每次扣分3.因操作失误造成零件及工量具损坏每次扣分4.違反安全操作规程每次扣分5.因违规操作发生重大人身或设备事故,全题按零分计6.得分相同者按完成时间排序，用时少者列前鉴定发动机气缸套与活塞的配合间隙a准备工作清洁工量具及被测量零件未清洁扣分，不周到扣分b缸套测量1.根据缸径尺寸选择好千分尺和量缸表测杆2.用校对棒检查调整外径千分尺3.安装好量缸表并用外径千分尺校正调整好量缸表的零位4.确定缸套最大磨损量、圆度、圆柱度被测量的部位5.测量时在量缸表摆动的过程中读取数值6.按测量的部位，测量截面内垂直两个方向上的缸径尺寸，并填入记录表内1.选择量具错误扣分2.不能正确校对量具和调零位扣分3．测量部位不正确每处扣分4．测量方法不正确扣分c活塞测量1.确定活塞裙部下端被测量的部位2.用外径千分尺测量活塞裙部下端垂直两个方向上的尺寸，并填入记录表内1.测量部位不正确扣分2.测量方法不正确扣分d计算项目1.计算缸套最大磨损量、圆度、圆柱度2.计算缸套与活塞的配合间隙计算方法错误分别扣分e结果(对照技术要求检查)1.缸套最大磨损量、圆度、圆柱度和活塞裙部外径的测量结果误差均应符合技术要求2.缸套最大磨损量、圆度、圆柱度和活塞与活塞配合间隙的计算结果的误差应符合技术要求1.测量结果不准确分别扣分2.计算结果不准确分别扣分f安全文明生产1.遵守安全操作规程2.操作现场整洁3.作业现场整理未遵守操作规程、操作现场不整洁、作业后未整理现场分别扣分g评分说明1.工具及零件脱手落地每次扣分2.量具脱手落地每次扣分3．因操作失误造成零件及工量具损坏每次扣分4.違反安全操作规程每次扣分5．因违规操作发生重大人身或设备事故,全题按零分计6.得分相同者按完成时间排序，用时少者列前技能比赛内容在规定时间内，每组2人配合，共同完成拖拉机上柴油机的相关检查调整，按顺序检查调整气门间隙、配气相位和供油提前角；然后分别完成气缸套和活塞磨损后的技术鉴定、拖拉机电源电路和启动电路故障的排除，启动拖拉机。

配气机构动力学性能分析与优化设计在机械工程领域，配气机构是内燃机中至关重要的组成部分。

它决定了内燃机的性能和效率。

因此，对配气机构的动力学性能进行分析和优化设计是非常重要的。

本文将探讨配气机构的动力学性能分析与优化设计的相关内容。

一、配气机构的基本原理和构成配气机构是指控制气缸进、排气门开启和关闭的机构。

它由凸轮轴、凸轮、从动件等组成。

在发动机工作过程中，凸轮轴转动带动凸轮，凸轮与从动件之间的接触和分离来控制气缸的进、排气门的开关。

配气机构的设计和调整直接影响了发动机的性能。

二、配气机构的动力学性能分析1. 运动学分析运动学分析主要研究配气机构各零件的运动规律。

通过分析凸轮轴的转动、凸轮的摆动以及从动件的运动，可以得到气缸的进、排气门的开启和关闭时间、行程以及过程的加速度等关键参数。

运动学分析为动力学分析提供了基础数据。

2. 动力学分析动力学分析研究的是配气机构各零件在运动过程中所受到的力和力矩的大小和方向。

动力学分析包括配气机构的加速、惯性力、冲击力等。

通过分析配气机构的动力学性能，可以评估其工作状态和负载情况，从而为优化设计提供依据。

三、配气机构的优化设计1. 减小惯性力减小惯性力可以降低机械的负荷和损耗，提高机械的运行效率。

通过优化凸轮的轮廓和材料选择，可以减小凸轮的质量和惯性力。

2. 提高精度配气机构的精度直接关系到发动机工作的稳定性和可靠性。

通过优化配气机构的加工工艺和装配工艺，可以提高其加工精度和动作精度。

另外，合理选择材料和热处理工艺也可以提高配气机构的抗疲劳性能和使用寿命。

3. 降低噪音和振动优化设计可以减小配气机构的噪音和振动。

采用减震装置、降低配气机构的质量和惯性矩等措施可以有效地降低噪音和振动。

4. 环境友好优化设计还应考虑环境保护因素。

选择环保材料和采用低能耗加工工艺是提高配气机构环境友好性的有效手段。

结论配气机构的动力学性能分析与优化设计可以提高内燃机的工作效率和可靠性，降低噪音和振动，保护环境。

4D33增压中冷柴油机配气相位优化龙爱军;申江卫;张玉龙;董恩源;张家顺【摘要】针对某四缸直喷式增压中冷柴油机,运用AVL BOOST软件,建立了柴油机工作过程模型.通过模拟计算,对性能曲线进行了比较和分析.得出在不同转速下,不同配气相位对柴油机功率、排温及油耗的影响规律,确定了柴油机最佳配气相位.%The working process model of the a DI Diesel engine has been set up by using the BOOST software. A series of performance curves have been gained by simulating and calculating the working process of the Diesel. The performance curves are analysed and compared. And the influence rule of the different cam phase to the power, exhaust gas temperature and fuel consumption are gained. Then the optimal cam phase is obtained.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)028【总页数】4页(P7395-7398)【关键词】直喷式柴油机;AVL BOOST软件;模拟计算;最佳配气相位【作者】龙爱军;申江卫;张玉龙;董恩源;张家顺【作者单位】昆明理工大学交通学院,昆明650224;昆明理工大学交通学院,昆明650224;昆明理工大学交通学院,昆明650224;昆明理工大学交通学院,昆明650224;昆明理工大学交通学院,昆明650224【正文语种】中文【中图分类】TK422.2配气相位直接影响着发动机的进、排气性能，对发动机的动力性、经济性及排气污染都有重要的影响。

姓名：吕红伟学号：30112305班级：农机123成绩：实验名称：发动机配气相位检查与调整一、目的与要求熟悉发动机配气相位的原理及配气机构的构造，掌握发动机配气相位的检查调整方法。

正确理解配气相位对发动机工况的影响。

二、设备、仪器和工具485或495A柴油机、塞尺、扳手、螺丝刀套（平口与梅花各一个）、千分表一只。

三、方法步骤及注意事项（一）根据发动机型号要求正确调整各气门间隙。

注意事项：1、检查和调整气门间隙必须在气门关闭的状态下进行，其主要步骤如下：（1）拆下气门罩盖。

（2）转动飞轮，使其上的上止点刻线对正水箱上的刻线。

使活塞处于压缩位置。

（3）用规定间隙的塞尺塞入气门杆和摇臂之间，能轻轻抽动塞尺且略有阻滞感。

（4）如不符合，松开锁紧螺母，用起子旋动调整螺钉调整到规定数值。

（5）紧固锁紧螺母。

（6）抽出塞尺。

转动飞轮，再复查一次。

2、检查和调整气门间隙必须在气门关闭的状态下进行。

四缸发动机八只气门分两次可以调完，俗称两次调整法。

调整时，先按逐缸调时确定上止点的方法，使第一缸活塞处于压缩上止点，调整1、2、3、6四只气门的间隙。

注意1、3是进气门，2、6是排气门，选用塞规片厚度时不要弄错。

调好后，将曲轴旋转一圈，调整4、5、7、8四只气门(4、8是排气门，5、7是进气门)。

调好后，摇转曲轴一圈，复查1、2、3、6四只气门的间隙，如有不正确的，重新调整。

再摇转曲轴一圈，复查4、5、7、8四只气门的间隙。

（二）根据发动机型号规定，检查发动机配气相位：注意事项：柴油机拆装修理后需检查配气相位，检查方法如下。

先正确调整好气门间隙，用磁性千分表架放在气缸盖上，千分表头顶在第一缸气门弹簧座上，按柴油机运转方向缓慢转动飞轮，当表针一动立即停止，观察飞轮上的刻线。

进气门打开是否在上止点前8。

，亦相当于飞轮上l、4缸上止点刻线位于机体上刻线之前2．5～3个牙齿的距离，如刻线未对准，提前或滞后了就需要调整。

调整时，拧松凸轮轴齿轮上的三个螺钉，将凸轮轴按所需方向(如需提前，则顺凸轮轴旋转方向；若滞后，则相反)转一适当角度，拧紧三个螺钉，再按上述方法校核一遍。

机车柴油机进气道的仿真计算及结构优化韩运动;陈大伟;王万静【摘要】By integrating numerical simulation and steady flow testing of the intake port, e. g. , a solid modeling of the intake port with 3 - D modeling software （UG） and the boundary conditions for simulation generated by steady flow test data, the flow fields under different valve lifts are obtained with the help of AVL - FIRE software which implements numerical simulation of 3 -D flow fields in the intake port by utilizing proper turbulence models and computing methods. The calculation of the performance evaluation parameters （flow coefficient and turbulence ratio）of the intake port coincides well with the test results of steady flow, which verifies the feasibility of assessing intake port with numerical simulation. With the aid of flow field analysis, improper positions in the intake port are pinpointed and improvement approaches to the port are proposed, following a numerical simulation once again. Calculation indicates that the inlet flow of the modified intake port structure is greatly increased and the inlet flow condition is consequently improved, which will surely contribute to the performance enhancement of 16V240ZJB diesel engine.%为了改进16V240ZJB型柴油机性能，借助模拟计算与气道稳流试验相结合的方法，首先利用三维造型软件UG对气道进行实体建模，然后利用气道稳流试验数据为模拟计算提供边界条件，以AVL—FIRE软件为平台，采用合适的湍流模型和计算方法对气道内的三维流场进行数值模拟，得到了不同气门升程下详细的流场信息。

PA6-280柴油机的变工况多目标配气正时优化计算
王银燕;赵建平
【期刊名称】《船舶工程》
【年(卷),期】1998()6
【摘要】建立了柴油机废气涡轮前的燃气能量和燃油消耗率的综合评价函数，采用多目标优化的方法，对PA6-280柴油机的进排气正时进行了优化计算，分析了配气正时的调控对柴油机性能的影响。

【总页数】4页(P31-33)
【关键词】柴油机;涡轮增压;配气正时;优化
【作者】王银燕;赵建平
【作者单位】哈尔滨工程大学;陕西柴油机厂
【正文语种】中文
【中图分类】U664.121
【相关文献】
1.高压缩比机车柴油机配气正时优化计算 [J], 俞水良;吕晨;符惠龙;乔启峰
2.基于配气正时的柴油机高排气背压性能优化 [J], 邹玉红;卢勇;裴普成
3.基于 OPTIMUS 的柴油机配气正时及喷油提前角的优化 [J], 黄粉莲;纪威;张禄;周炜
4.基于遗传算法的柴油机配气与供油正时参数优化 [J], 童号;尹琪;韩娜
5.PA6－280柴油机配气凸轮的优化设计 [J], 周锦生
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