汽油机配气机构的优化设计.pdf

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1、第42卷第2期2013年4月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSllONENGINEANDMOTORCYCLEV01．42No．2Apr．2013·设计-计算·汽油机配气机构的优化设计王雪雁林漫群王轩阎希成景亚兵(天津内燃机研究所天津300072)摘要：为了解决某汽油机存在的凸轮磨损和气门噪音问题，采用滚子摇臂代替原机的弧形摇臂，通过用滚动摩擦代替原机的滑动摩擦，减小凸轮轮廓的磨损；通过优化凸轮型线的方法降低汽油机进排气门落座速度、落座力，进而减小发动机噪音，提高零件的可靠性和耐久性；对改进后的配气系统的动力性、噪

2、音和耐久性进行了试验验证，证明满足工程实际应用。关键词：配气机构凸轮设计滚子摇臂气门噪音性能验证中图分类号：TK413．4文献标识码：A文章编号：1671—0630(2013)02—0051—04OptimizationDesignoftheValveTrainofGasolineEngineWangXueyan。LinManqun。WangXuan，YanXicheng，JingYabingTianjinInternalCombustionEngineResearchInstitute，TianjinUniversity(Tianj

3、in，300072，China)Abstract：Thevalvetrainofgasolineen舀neneedstobeimprovedinordertoSolvethecamwearandvalvenoiseproblems．Therollerrockerisadoptedinsteadofthearcrockertoreducecamwearbychangingtheslid—ingfrictiontotherollingfriction．Thevalveseatingspeedandforcedecreasesbymeans

4、ofoptimizationofcamprofile，sothattoreduceenginevalvenoise，improvethereliabilityanddurabilityoftheenginepans．Thepower，noiseanddurabilityperformancetestsoftheengineasimprovedvalvetrainarecarriedouttoachievethepracticalapplicationofengineering．Keywords：Valvetrain，Camprofil

5、edesign，Rollerrocker，Valvenoise，Engineperformancetest引言目前，国内发动机的配气机构大部分采用了滚子摇臂。滚子摇臂与凸轮接触，产生滚动摩擦，可以有效地减小主从动件间的相对摩擦，减小凸轮轮廓的磨损，降低发动机噪声，提高零件的可靠性和耐久性¨o。为了解决某汽油机存在的气门噪音和凸轮磨损问题，本文对其配气系统进行了优化设计，用滚子摇臂代替作为原型机凸轮从动件的弧形摇臂，并优化凸轮型线，对其进行配气系统的运动学和动力学分析，在保证发动机动力性和经济性的前提下，使原机存在的气门噪音和凸轮磨损问

6、题有所改善。对改进后的发动机进行台架外特性试验、噪声试验以及可靠性试验验证，保证改进设计满足实际工程应用。1原机存在的问题本文研究发动机配气机构的布置见图1，本型号发动机采用弧形下摇臂，发动机使用一段时间后，发现配气凸轮有部分磨损现象，且发动机工作过程中，存在高速噪声过大的问题。2配气系统改进方案本文通过对发动机配气系统的改进设计来解决上述存在问题。采用改进凸轮从动件下摇臂的结构以期作者简介：王雪雁(1976一)，女，硕士研究生，主要研究方向为内燃机设计与性能优化。52小型内燃机与摩托车第42卷：Q‘吲1珂L7i机构卉j投罔改变凸轮摩

7、擦方式来减小凸轮摩损；通过优化凸轮型线的方案降低气门落座力，达到减小气门噪音的目的。2．1凸轮磨损的改进一采用滚子摇臂原型机凸轮从动件采用滑动式弧形下摇臂，凸轮和从动件间产生滑动摩擦；改进方案是用滚子摇臂代替弧形摇臂，凸轮和从动件之间的摩擦由滑动摩擦改为滚动摩擦。滚子接触一般为线接触，凸轮表面接触面积小，接触应力会瞬间转移或消失，对凸轮表面的磨损小；而滑动摩擦的接触一般为面接触，凸轮表面接触时间长，接触位置在短时间内产生热量多，容易发生粘着磨损，因此容易发生磨损心J。本文采用滚子摇臂代替弧形摇臂，结构见图2，把滑动摩擦转变为滚动摩擦，

8、很好的解决了原机存在的凸轮磨损问题。改进前：弧形摇臂改进后：滚子摇臂图2改进前后摇臂对比2．2气门噪音的改进一优化凸轮型线本文原机工作过程中，高速运转时存在明显气门落座敲击声音，气门座圈有明显磨痕，在不影响发动机充气效率