高功率密度柴油机配气机构优化设计

针对原有高功率柴油机配气机构丰满系数较大,其他设计参数距离极限值存在较大裕度的状况,对其进行了优化设计.以配气机构的丰满系数与时面值为优化目标,采用分段函数法对配气凸轮型线进行了优化设计.针对配气凸轮各段不同的运行状态提出限制条件,以确定函数形式以及优化系数,最终得到配气凸轮的型线.对优化前后的配气机构进行了动力学以及进气性能分析,结果表明:在约束条件范围内,配气机构动力学性能与进气性能均有了较大的提高.     

天然气发动机配气凸轮型线的改进设计

利用AEXCITE TIMING DRIVE软件,建立某四气门天然气发动机运动学和动力学模型,对原有发动机配气机构进行性能分析,发现了原机配气机构存在丰满系数小、落座冲击大、接触应力过大、有轻微反跳和飞脱问题.通过改进设计凸轮型线的缓冲段和工作段型线,模拟结果表明,进气门丰满系数从原机的0.56增加到0.58,排气门丰满系数从0.53增加到0.57,增加了发动机的充气性能,同时也解决了气门落座冲击大、反跳问题,减少了凸轮与挺柱间的接触应力.发动机性能试验结果表明,改进设计后的配气机构同时也改善了发动机的动力性能,提高了功率和转矩.     

内燃机顶置配气凸轮型线的设计

设计顶置凸轮机构配气凸轮时,将气门理论运动函数的最大速度点和最大加速度点确定在理想的位置上,可有效地控制加速度曲线的基本形状,并提高了气门升程的丰满系数.然后根据气门和凸轮的几何传动关系,将确定的气门理论运动函数转化为对应的凸轮升程数据.凸轮设计和试验表明,这种设计方法是可行的,新设计的配气凸轮在改善发动机进气性能方面取得了一定的进展.     

内燃机顶置配气凸轮型线的设计

设计顶置凸轮机构配气凸轮时,将气门理论运动函数的最大速度点和最大加速度点确定在理想的位置上,可有效地控制加速度曲线的基本形状,并提高了气门升程的丰满系数．然后根据气门和凸轮的几何传动关系,将确定的气门理论运动函数转化为对应的凸轮升程数据．凸轮设计和试验表明：这种设计方法是可行的,新设计的配气凸轮在改善发动机进气性能方面取得了一定的进展．     

多体系统动力学在配气凸轮型线改进设计中的应用

介绍了运用多体系统动力学进行配气机构运动学和动力学特性仿真的方法,并对4102QB发动机的下置式配气机构进行了分析,发现其凸轮型线有待进一步优化.采用4种不同参数的低次分段组合Ⅰ型凸轮型线、两种高次多项式型线和复合摆线设计了7种型线,并将其运用于该配气机构的多体系统动力学模型中.通过分析比较,找出了较为理想的凸轮型线.     

高次方凸轮型线的优化设计

在整体式的函数凸轮型线中,高次方凸轮是目前应用较广的一种。当高次方凸轮的项数增加到七项以上,项数的增加对特征参数的影响不大,但会大大增加设计、计算、加工的工作量。在这里采用五项式的高次方凸轮进行型线的优化设计,优化时主要分析了各常数项对凸轮型线的丰满系数、凸轮最小曲率半径、最高速度、最大正加速度和最大负加速度的绝对值等参数的影响规律,使优化后的凸轮性能达到最优。     

内燃机配气机构动力特性的研究

本文分析了几种柴油机配气机构系统的柔度分布情况,用多质量模型计算了结构参数对机构自振频率的影响,研究了凸轮型线、气阀间隙及气阀弹簧力对配气机构工作平稳性的影响.     

凸轮型线的原理性反求

以154FM I发动机为例,利用AVL/TYCON软件建立该发动机配气机构运动学分析模型进行数值模拟.通过模拟所得气门升程、速度、加速度曲线拟合气门升程曲线,然后由拟合所得气门升程曲线反求该凸轮型线.该凸轮型线原理性反求方法提供了一种通过检测凸轮样件的型线来获取凸轮型线原始设计逼近值的新途径.     

非线性配气机构中对称型多项动力凸轮的计算

本文在考虑到传动链的非线性特性情况下,用普通小参数法,对配气机构的对称型七项动力凸轮进行计算,求出了挺柱的运动方程,速度和加速度以及有关系数。     

高次多项动力凸轮型线的优化设计

高次多项动力凸轮由于其气门升程、速度、加速度曲线均连续、光滑,并考虑到配气系统的弹性变形和振动,因此已日盖广泛地应用于高速内燃机上。本文结合8V—120FQ风冷柴油机单缸试验机的凸轮改进设计,利用电子计算机,对高次多项动力凸轮型线的优化设计进行了探讨。通过不同方案的比较,得出了一个较为理想的型线参数优化方法,从而为高次多项动力凸轮的设计,提供了有力的依据。     

电控单体泵全工况喷油量波动影响参数量化分析

电控单体泵循环喷油量的波动直接影响其匹配船用发动机的工作稳定性和一致性.为研究系统各关键特性参数对循环喷油量波动的影响规律及成因机理,利用AMESim数值模型,揭示了低压供油压力、凸轮型线速率、柱塞配合间隙、控制阀杆升程、衔铁残余气隙、控制阀杆配合间隙、喷油器开启压力、喷油器针阀升程和喷油器流量系数等关键参数对循环喷油量的影响规律.通过量化分析,得出各特性参数对循环喷油量波动影响的百分比量化指标,在全工况平面内,低压供油压力为0～20.2%,凸轮型线速率为20.6%～42.0%,控制阀杆升程为4.0%～16.5%,喷油器开启压力为3.7%～49.8%,喷油器针阀升程为0～16.5%,喷油器流量系数为2.6%～40.5%;同时,揭示了全工况平面内负荷特性和速度特性下各特性参数对应的循环喷油量波动的百分比量化指标规律.对影响循环喷油量稳定性的关键特性参数进行量化分析,可为实现电控单体泵燃油喷射系统全工况平面循环喷油量的稳定性设计、提高电控单体泵和船用柴油机性能的一致性提供理论指导.     

用等压力角[α]设计凸轮轮廓曲线

在讨论了凸轮轮廓曲线与压力角的关系的基础上，探讨了等压力角凸轮机构轮廓曲线的设计方法，用改进型的欧拉公式经FORTRAN编程得出相应的轮廓曲线，并着重分析了凸轮机构中基圆半径、偏距和压力角各参数的变化对凸轮轮廓曲线的影响。该设计方法可以提高凸轮机构传动的平稳性，为凸轮机构的广泛应用提供了理论依据。     

Kinematical system of breadth cam profile design

The design solutions for breadth cam mechanism were presented. The main topics of the shape design for breadth cam was to calculate the coordinate at each contact point to determine the cam profile. The proposed method according to velocity and geometric relationships of instant velocity centers can easily determine each contact point at any instant moment. The cam profile was defined by contouring of the contact points. And also a program was developed by using Microsoft Visual C++ program, which can quickly and easily draw a 2D cam profile through the displacement diagram. Finally, the program was used to confirm the accuracy on the breadth cam profile design by computer animation graphically.     

用复数矢量法设计平面凸轮廓线

本文介绍如何用复数矢量设计平面凸轮廓线。对滚子从动件盘形凸轮机构，在设计中不需求出凸轮理论廓线坐标，而直接计算出凸轮实际廓线和刀具中心轨迹曲线坐标。采用此种方法，可使设计计算工作大为简化。     

基于UG NX表达式的空间凸轮精确建模

在高速精密自动机械中凸轮机构凸轮轮廓曲线非常复杂,给凸轮三维精确建模带来了困难,且精度较低的凸轮轮廓曲线不能满足凸轮后续CAM和CAE的要求.凸轮轮廓曲线的设计原理是根据工作所要求的从动件运动规律,推导出从动件位移与凸轮转角之间的方程式,依据方程式绘出凸轮轮廓曲线,保证所得凸轮轮廓曲线的精确性.以直动从动件五次项运动规律的圆柱凸轮为例介绍了基于UG NX的圆柱凸轮参数化建模方法.     

液压无级变速器中转向阀操作凸轮的廓线设计

针对如何提高操作凸轮在液压无级变速器中的转向性能问题,对凸轮的廓线进行了分析和研究。在对静液压无级变速装置的转向机构工作原理进行分析的基础上,建立了凸轮理论轮廓曲线的数学模型,根据工程实际采用二次曲线拟合的方法对该凸轮理论轮廓曲线进行修形,并以此为基础建立了实用的凸轮三维模型。     

摆动输出活齿凸轮机构的凸轮廓面分析

传统摆动从动件凸轮机构具有体积小、价格低廉、运动特性良好、可产生复杂运动规律等优点,在印刷机械、农业机械、纺织机械、自动化办公设备等方面有着广泛的应用。随着自动化机械不断朝着高速化、精密化、轻量化的方向发展,对传统的摆动从动件凸轮机构提出了更高的要求。传统摆动从动件凸轮机构在实现大摆角范围输出时需要较大结构尺寸,且凸轮与从动件间多为单个高副接触,承载能力较弱,使其应用受到了一定程度的限制。本文以活齿传动和凸轮机构为基础,提出了一种综合两种传动形式优点的摆动输出活齿凸轮机构,具有齿数灵活、摆角范围宽、可按多种既定凸轮曲线规律摆动输出的特点。介绍了摆动输出活齿凸轮机构的结构组成及传动原理,通过引入凸轮曲线运动规律建立了输入-输出凸轮转角关系,推导了输入、输出凸轮的理论廓线方程和实际廓面方程。给出了凸轮理论廓线曲率公式,分析了凸轮理论廓线曲率最值的变化规律以及凸轮实际廓面不发生干涉的条件。由图形结果可以看出,输入、输出凸轮理论廓线曲率最值分别出现在齿顶及齿根处、始末端点处,其最大值曲线随比值e/R变化过程中存在增长拐点、顶点,并且干涉最先发生在理论廓线的最大偏置距的廓面截线上。因此,在凸轮实际廓面参数R、e、r取值过程中,应满足活齿半径r不超过限定值的条件,并尽量保证比值e/R小于曲线增长拐点所对应的比值且远离曲线顶点所对应的比值,以使凸轮廓面不发生干涉,机构能够平稳运转。     

基于机构动力学-控制系统协同仿真与优化的凸轮廓线优化设计

为了降低高速吹瓶机中凸轮机构带动的模具合模时出现的接触力,提出了基于机构动力学-控制系统协同仿真和优化的凸轮廓线优化设计方法.首先,建立吹瓶机模具运动控制系统模型,目标函数是在最大接触力约束下运动时间最短.其次,根据赫兹接触理论中接触力与变形量的关系,引入位移状态变量,将高速无冲击凸轮廓线设计问题转化为位移无超调的最速...