1．目的及意义

配气机构是柴油机的重要部件，其设计合理与否直接关系到柴油机的动力性、经济性、可靠性、稳定性以及排放特性,是柴油机工作优劣的先决条件。随着发动机高功率、高速化，人们对其性能指标的要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因而对其配气机构提出了更高的要求。配气凸轮型线是配气机构的核心部分,配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。模拟计算凸轮型线使之与发动机性能相匹配是研究优化配气机构的一种重要手段。

针对柴油机的配气机构的研究，国内外学者做了大量工作。上世纪五六十年代，国外率先使仿真技术，利用多质量模型和刚柔体模型来模拟分析发动机配气机构。进入二十一世纪，在设计新的配气机构时，仿真技术有效地预测配气机构动力特性的正确性。H.-S. Jeon等人通过使用两步优化技术可以改善凸轮轮廓。优化的凸轮可以增加气门升程面积，同时降低凸轮加速度和峰值推杆力^[1]。T Tomoda等人引入的可变气门正时和升程系统可以灵活地改变管理各种发动机工况下发动机燃烧的发动机参数。可变气门正时和升程的影响，以提高柴油机的热效率，同时保持低排放水平^[2]。Justin Flett等人研究了柴油内燃机气门机构故障的FDD。利用发动机循环平均和带通滤波提高信噪比后，提出了一种新的特征生成方法^[3]。Muhammad Umar等人开发了基于摩擦和润滑分析的详细数学模型来预测直动和滚子从动气门机构的凸轮/从动件接口处的闪蒸温度。在考察中考虑了闪蒸温度摩擦力，特别是在直动式气门机构的情况下，可以提高发动机气门机构的性能^[4]。Dong-JoonChun等人研究了OHC型气门机构刚度对气门机构特性的影响，并根据凸轮轴支架的刚度变化研究了气门升程，速度和加速度变化^[5]。

我国对发动机配气机构研究的相对较晚，但也有大批研究人员和工程师对其进行了深入的研究。孙利魏等人等人根据凸轮运动学分析对凸轮型线采用了分段函数法进行设计，可以使凸轮在各工作段满足约束条件，同时尽最大可能提高凸轮的进气性能^[6]。李恒宾在配气机构的设计阶段或凸轮型线的改进方面，利用虚拟技术，对配气机构动力学特性进行仿真分析来校核设计结果，可以提高效率，节约成本^[7]。程德彬等人等人通过专业分析软件AVL EXCITE Timing Drive 软件构建某高速柴油机配气机构运动学和动力学模型^[8]。杨周等人根据发动机配气机构传动系统的固有频率与凸轮激振频率的关系准则，定义了配气机构传动系统的准失效状态方程，提出解决配气机构避免共振失效的实用性方法^[9]。任翠翠等人结合阿特金森发动机的特点对进排气凸轮型线重新设计解决了原机凸轮型线跃度值过大的问题^[10]。 刘学良等人为应用电磁驱动配气机构的单缸汽油机设计了电控系统，通过自身参数灵活地调节进气量，使发动机运行在目标转速^[11]。贺大松等人通过将摇臂调整螺钉改进设计为液压挺杆，自动调节和控制气门间隙为零间隙，避免摇臂和气门之间产生机械碰撞和敲击，减小了噪声，取得了良好效果^[12]。张力等人利用气门分段函数加速度法设计的双凸轮配气机构通过了外特性和强化耐久实验，并在国内第一次取得了产业化^[13]。彭菊生等人研制了柔性液压挺柱全可变配气机构是一种在发动机不同工况下都有良好配气性能的柔性机构^[14]。曹佳骏等人采用CAE、简单计算及材料加工工艺分析，进行某型柴油机配气系统中挺柱材质和推杆外形的改进，解决了某型柴油机挺柱，推杆和球头异常磨损、弯曲的质量问题^[15]。范新宇等人根据动圈式电磁驱动配气机构的结构特点和工作原理提出了一种基于动圈泵吸效应的电磁驱动配气机构温升抑制方案，并根据对流传热理论以及气隙通道的流场仿真论证了方案的可行性^[16]。

当代发动机配气机构主要釆用多气门、凸轮轴顶置和可变配气定时及升程技术。传统发动机的配气机构不能满足不同转速的工作要求，可变配气技术在汽车上得到了广泛应用。可变配气技术使得发动机在工作条件下都能获得了较高动力性和经济性，减少有害排放，从而大大提髙了发动机的综合性能。随着电子技术飞速发展，电子技术与可变配气技术相结合，促进了可变配气技术的飞速发展。随着电磁技术与液压控制技术的不断发展，结合微处理器应用，可变配气技术发展为电磁配气技术和液压控制配气技术，丰富了可变配气技术，使得可变配气技术更加灵活。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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1.研究（设计）的基本内容

此次研究围绕2100t柴油机配气机构的设计与仿真，配气机构主要的评价指标包括充气性能、接触应力、气门弹簧力等，依据这些参数，建立2100t柴油机配气机构的仿真模型，对整体配气机构进行动力学分析，在分析过程中运用有限元分析软件和经验公式确定配气机构动力学分析的参数，并对整个模型的动力学分析结果与理论计算结果进行对比研究。

2.研究（设计）的目标

通过此次毕业设计，期望达成以下目标：

（1）、了解柴油机配气机构设计的流程；

（2）、对2100T柴油机配气机构进行动力学分析；

（3）、分析几种凸轮型线对发动机性能影响；