汽车内燃机配气机构毕业设计
分类号：
单位代码：10452
本科专业职业生涯设计同舟共济，自强不息，我的汽车工程师之路
汽车内燃机配气机构的优化设计
姓名黑豆豆
学号2006********
年级2006级
专业车辆工程
系（院）汽车学院
指导教师陈博士
2010年 4 月 15 日
目录
第一部分
同舟共济，自强不息，我的汽车工程师之路 (5)
前言 (5)
1 自我探索 (5)
1.1 职业兴趣 (5)
1.1.1 自我评估的结果：ECR (5)
1.1.2 职业测评的结果：SRI (5)
1.1.3 职业兴趣探索小结 (6)
1.2 职业能力 (6)
1.2.1 自我评估的结果：RIC (6)
1.2.2 职业测评的结果：RIS (7)
1.2.3 360度评估结果 (7)
1.2.4 职业能力探索小结 (8)
1.3 职业价值观 (8)
1.3.1 职业价值观测评结果 (8)
1.3.2 职业价值观小结 (8)
1.4 个性特征 (9)
2 了解和分析职业 (9)
2.1 世界大背景 (9)
2.2 国内汽车行业行情 (9)
2.3 汽车行业人才需求情况 (10)
3 匹配抉择 (10)
3.1 性格与爱好的匹配 (10)
3.2 性格与价值取向的匹配 (10)
3.3 爱好与价值取向的匹配 (10)
3.4 我的职业目标 (10)
3.4.1 同济大学汽车学院简介 (11)
3.4.2 执行路线 (12)
4 自我监控和调整 (12)
4.1 监控 (12)
4.1.1 目的 (12)
4.2 修正方案 (13)
5 结束语 (13)
第二部分
汽车内燃机配气机构的优化设计 (14)
摘要 (14)
ABSTRACT (14)
1 课题背景 (15)
1.1 配气机构的研究历程 (15)
1.2 配气机构优化设计的目的及意义 (15)
2 配气机构简介 (16)
2.1配气机构概述 (16)
2.2配气机构采用的新技术 (17)
2.2.1顶置凸轮轴技术 (17)
2.2.2 多气门技术 (18)
2.2.3 可变气门正时配气机构(VVA) (19)
3 总布置设计 (19)
3.1 气门的布置形式 (19)
3.1.1 气门顶置式配气机构 (19)
3.2 凸轮轴的布置形式 (19)
3.3 凸轮轴的传动方式 (20)
3.4 每缸气门数及其排列方式 (20)
3.5 气门间隙 (20)
4 配气定时工作原理 (20)
5 配气机构的零件和组件 (21)
5.1 气门组 (21)
5.1.1 气门 (22)
5.1.2 气门座圈 (26)
5.1.3 气门导管 (26)
5.1.4 弹簧设计计算 (26)
5.2 气门传动组 (31)
5.2.1 凸轮轴 (31)
5.2.2 凸轮型线设计 (32)
5.2.4 排气凸轮型线的优化设计 (34)
5.2.5 凸轮轴进排气凸轮角度设计 (34)
5.2.6 基本段设计 (34)
5.2.7 曲轴正时带轮与凸轮轴正时带轮 (36)
5.2.8 挺柱 (36)
5.2.9 推杆 (36)
5.2.10 摇臂 (36)
设计总结 (37)
参考文献 (37)
谢辞 (38)
第一部分
同舟共济，自强不息，我的汽车工程师之路
前言
关于人生发展阶段的论述，孔子曾在《论语?为政》中说：“吾十有五而志于学，三十而立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳顺，七十而从心所欲，不逾矩。”职业是一个崇高而又神圣的词汇，他带给我们荣耀与满足，令我们的一生有所成就，让我们在夕阳映衬白发的时候有值得骄傲的回忆。
而职业生涯规划就是我们掌握自己命运的一个重要手段，我们要学会利用它，发挥它最大的潜力来为我们的职业插上翅膀，放飞我们的梦想，成就我们的未来。
1 自我探索
基本理论概括：“知人者智，自知者明”
1.1 职业兴趣
自我职业兴趣的探索源于自我认识，如果希望自己能在属于自己的跑道上跑得更快更好，那么就要有一副好的装备。正如一辆好车，起决定性作用的就是它的发动机，而我们就业的“发动机”就是我们的职业兴趣。
1.1.3 职业兴趣探索小结
参考职业兴趣测评结果，回顾我的成长经历，我的职业兴趣逐渐清晰。无论是我家庭的影响，个人经历的总结，以及父母家人的教育都对我的兴趣爱好产生了深远的影响。
家庭的影响
在农村的童年生活让我养成了朴实、勤劳的作风。由于父亲是一位农民，外加农村的生活使得家里要自己动手修理一些生活用品，我从小就有极其良好的动手能力的培养。从一些桌椅板凳到小型的电子设备我都有修理、拆分、组装的经历，这使得我的实践能力比较突出。
个人经历
我的学习经历有两个转折点。一是小学二年级的时候的一次期末考试，我得了第一（当时是纯属意外），从此父母和老师对我的定位从一个调皮爱玩的孩子转到了爱学，努力的孩子。从此我很乐意接受这个新的定位，为此我也付出了努力，学习更加用功。而第二次是06年的高考，这其实是我人生到目前为止经历的最为让人刻骨铭心的打击。这两件事给了我两点启示：一个人只有自己要好，要学好，别人才会认为你会学好，能学好；还有就是不管做什么是必须要有强硬的实力，否则没有人会同情一个弱者。
家庭教育
由于母亲忙碌于工作，对我的管理可能比较少但是她的做人的理念却是时时的向我灌输，就是：“一定要先做人，后做事。”这一句话一直影响着我的学习和生活。我对这句话的理解就是，做人是做事的前提，而做事也是在做人。人的品质影响着我们的行为举止，而这也必将会影响到我们做事的成败与得失。深知此理的我就潜移默化地养成了诚实做人，踏实做事的风格。这也为我之后的职业取向埋下了伏笔。
1.2 职业能力
通过自我兴趣的探索，我已经能够比较清晰地看到自己的职业倾向。但是我也清楚地明白不是每个人都可以或都有能力从事自己喜欢的行业的，这要取决于一个人的职业能力。因此，我又对自己做了职业能力的评估。
1.2.1 自我评估的结果：RIC
各类型分析：
1.2.2 职业测评的结果：RIS
1.2.3 360度评估结果
除测评外，采用360度评估的方法，收集周围的人对自己的通用能力的评价可以全面、客观地了解有关自己优缺点、能力信息。使用优赛生涯在线提供的360度评估辅助工具，我对自己的通用能力进行了更深入的探索
自我评价
优点：本人作风踏实，有比较扎实的基本知识和技能，有良好的自主学习、探索和研究的能力。有较强的动手能力和实践能力，有独立的思想和善于分析的头脑。积极上进的进取精神是我不断提升自己的动力源泉。对自己的兴趣爱好有比较深刻的了解，并且始终向这个方面探索和塑造自己。有比较独特的思考方式，对他人的心里有比较透彻的了解和阅读，能很好地与他人沟通与合作。
缺点：有时过于固执，没有十分灵活的变通与创新思想，喜欢用比较有把握的方法解决问题而忽视改革与创新。
老师评价
优点：老师对我的评价是踏实与勤奋，有独特的自我分析和规划发展的套路，能够很好地约束自己。目标明确，并能有计划地完成。
缺点:创新能力有待提高，有时显得比较孤僻，思考远过于交流。
同学评价
优点：自制能力强，有极其明确的奋斗目标与计划。时间安排合理且实施地有章法，待人真诚友善，善于倾听。
缺点：有时显得有些深沉，过于看重结果和成绩。比较遵规守矩，在方法创新方面略有不足。
1.2.4 职业能力探索小结
参考职业能力和通用能力测评的结果，以及360度评估中身边的人们对我的评价，我对自己的能力有了更为深刻的认识。一方面能力的探索结果为我的职业发展路径提供了参考；另一方面综合分析能力和兴趣的探索结果，也为我下一步培养自己的能力提供了方向。现就我的职业能力小结如下，作为未来发展的参考：俗语说360行，行行出状元。
没错，只要愿意投入我们就一定会有回报。
但是，问题是我们怎们样才能让自己能够很乐意地去投入，又怎样是自己为一项事业奋斗一生？我想这个就是我们整个职业生涯开始之前需要深入思考的。
而这也恰恰是我们做职业规划的必要所在，有人说只要我们干我们喜欢干的行业，那么我们就肯定能够为止奋斗终身，可是问题是有那么多理想的事，你喜欢干并不一定就代表你有机会或有能力干这一行。换句话说，不是人人都能够做上自己喜欢的职业的。所以我认为，一个真正成功的职业规划者不是竭力去寻找自己喜欢干的职业，并为其摸索终生，到头来一事无成；而是明确地知道自己的能力与喜好并在这两者之间找出一个最好的平衡点，并要始终不渝地为自己的选择奋斗。
通过以上多种软件的测试和自我以及他人对我的评价，我从中找到了自己的职业平衡点，我认为我有能力也有兴趣在汽车行业里干出自己的一番事业。1.3 职业价值观
职业价值观代表在职业选择过程中"我看重什么"。不同的人对职业特性的评价和取向不同，这种职业价值观的差异，会对就业方向、岗位选择以至工作投入造成深远的影响。虽然价值观因人而异，没有好坏之分，但选择符合自己职业价值观的工作将更容易带来成就感和认同感。
1.3.1 职业价值观测评结果
我最看重的价值观是：收入高、工作内容符合兴趣爱好、容易成为该领域专家。
1.3.2 职业价值观小结
参考职业价值观测评的结果，回顾我成长中经历的诸多选择过程，我对于职业价值观有了较为深刻的理解。在生活中每当我们面临抉择，需要做出决策时，
价值观会隐约地引导我们的行动，价值观的澄清对于职业探索的方向和职业目标的选择有着重要的意义。
1.4 个性特征
人与人之间存在差异，思考、说话、做事的方式皆有不同，这些差异在衣着打扮、言语表达、举手投足间的流露，将对求职、面试、工作适应、工作投入等就业的方方面面产生重要影响。根据个性特征测评的结果，我的个性特征类型是：ISFJ：内向、感知、感觉、判断型
这种人忠心耿耿、一心一意、富有同情心，喜欢助人为乐。由于这种人有很强的职业道德，一旦觉得自己的行动确有帮助，他们便会担起重担。
最令他们满意的工作是，需要细心观察和精确性要求极高的工作。他们需要通过不声不响地在背后工作以表达自己的感情投入，但个人贡献要能得到承认。
2 了解和分析职业
通过以上一些列的测评与自评我对自己的兴趣和能力都有了更深一步地了解，那么我将进入我职业规划的第二步，了解和分析职业。
尽管有金融危机的影响，但是我相信全球的汽车产业必将会有一个重新振作的时刻，而且这个时刻必将不远。又出于我对汽车的独特的爱好，我希望将来能过踏入这一行业，并能为之贡献自己的一份力。那么让我们来看看这一行业的就业前景。
2.1 世界大背景
2009年，在金融危机冲击下，全球汽车产业一片萧条，包括北美、欧洲、日本等在内的全球汽车制造业前景黯淡。全球的汽车消费也正遭遇着史上最强的衰退威胁，除了中国等亚太少数地区保持了相对的增长外，北美、日本、欧洲大多消费主力国家或地区汽车消费都出现了负增长。
2.2 国内汽车行业行情
自金融危机以来，随着“汽车产业振兴规划”的明确提出，国家投入新能源汽车项目的预算为11亿元，结合地方政府和企业的投资，预计“十一五”期间国内在新能源汽车方面的投入将超30亿元。作为发展中国家，我国面临的挑战比发达国家会更加严重，我国政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。这对我国汽车生产行业而言既是挑战又是机遇。
的确，如今的汽车行业是充满着机遇与挑战，而正是这种环境之下才会有一大批的青年才俊获得自己发展的机会，得以证明自己的实力。
2.3 汽车行业人才需求情况
目前汽车行业所需人次有技术型人才、设计人才、市场营销指导人员、复合型和外向型人才等。
3 匹配抉择
一个人职业的选择不仅要考虑到市场的需求、个人的爱好、自身性格以及职业的回报等等，因此我将从一下三个方面来进行我的职业的匹配抉择。
3.1 性格与爱好的匹配
有第一部分的自我探索我已经大致地了解了自己的性格及爱好。我的性格主要是内向、直觉、感觉、判断，我的爱好就是汽车以及机械方面的职业。而这些大的领域中有很多的职业是适合我这一性格的人群的，如。
从这一方面来看我如果选择职业经理人作为我的奋斗目标的话是一个很平衡的选择——既符合我的性格又迎合我的爱好。
3.2 性格与价值取向的匹配
我的价值取向也在第一部分中已经做了探索，结果是我最看重的价值观是：收入高、工作内容符合兴趣爱好、容易成为该领域专家。而收入我想是我们在这个经济的大背景下所必须要着重考虑的问题，因此我放在第一，而之后我就考虑了我的兴趣爱好，因此我的职业选择就是要考虑职业回报和我的就业爱好为重点，从这方面来分析我在第一个匹配中所做的决定是可以很好的符合这一个匹配的。
因此继续我继续坚持我的抉择。
3.3 爱好与价值取向的匹配
爱好和价值取向都已经在上两个匹配中重提了，而我再次分析可以看到我的爱好和我的价值取向并不矛盾。
第一,中国的汽车行业已经在逐步地启动尤其是在今年先后有很大的动作，可以相信我们的汽车产业必将是一个很有潜力和回报率的一个行业。
第二，中国的汽车行业的发展需要各种的人才，而最为缺少的就是中高端的复合型的技术管理人才，而工程师也是一个极为紧缺的高端资源。
第三，一个人如果做自己喜爱的工作的话会迸发出更大的工作热情和动力，并能创造出更大的财富回报。
从这三点来看我的爱好与职业取向也是并肩而行，互相促进。
3.4 我的职业目标
经过上述一系列的测评和分析,我将最终的职业目标设定在国内知名的汽车
公司的工程师。为此，我必须加紧学习汽车专业知识，掌握扎实的专业技能，努力考取国内名牌大学的车辆工程硕士研究生。经过一番比较与筛选，结合我自身的兴趣方向，我最终选定了同济大学作为我研究生深造的理想之地。
3.4.1 同济大学汽车学院简介
2002年4月，同济大学以科技创新和新能源汽车开发为指导思想，以创新科研机制和组织架构为特色，成立了为中国汽车产业全方位服务的汽车学院。2004年9月，汽车学院全体迁入位于上海国际汽车城的同济大学嘉定校区。在上海市政府的大力支持下，总投资4亿元的新能源汽车工程中心已投入使用，现已成为我国新能源汽车自主开发的科技创新和人才培养的重要基地。
学院设有机械工程一级学科博士后流动站、管理工程一级学科博士后流动站、车辆工程博士点、动力机械及工程博士点、车辆工程硕士点、动力机械及工程硕士点和车辆工程学士点。
目前，学院在职教工95人，其中教师62人，教授25名（其中22名为博士生导师），副教授24名。学院拥有国家“863”电动汽车重大专项首席科学家万钢教授；聘请中国工程院院士郭孔辉教授为兼职博士生导师和大众—同济研究院院长；有“长江学者”特聘教授和同济大学特聘教授各1名；并聘请多名国内外著名汽车专家为兼职教授或客座教授。学院与德国、奥地利、美国、意大利、荷兰等国家及中国香港、台湾地区的政府、高校、科研机构、企业有着广泛的科研协作关系、学术交流和人员交流。
学院具有优异的教学和科研环境。在国家有关部委、上海市政府相关部门、上海汽车工业（集团）总公司和国外跨国公司等的资助下，学院拥有世界先进水平的汽车及发动机研发试验设备，如汽车转鼓试验台、汽车废气排放测试分析仪、汽车道路模拟振动台，整车半消声以及三坐标仪等。目前正在建设上海地面交通工具风洞中心和汽车造型研究中心，全部建设后将成为国内国际具有一流水平的汽车产品研究和开发基地。目前汽车学院承担着包括国家863科研攻关项目“燃料电池轿车研究”等在内的多项国家重大科研攻关项目。学院藏有大量的国内外图书资料。
目前在读全日制本科生1018余人，硕士生300余人，博士生70余人，工程硕士生135名，中德学院硕士生22名。本科培养为5年制，其中一年为主修德语(二外)。硕士生培养2.5年制，博士生培养3年制。其中本科的各专业方向在四年级进行提前攻读硕士的选拔，经选拔的一部分学生进入六年半学制学习（即“4+2.5”模式），毕业后授予工学硕士学位;经选拔的另一部分进入中德学院攻读硕士学位,按中德合作方式培养，该部分同学毕业后，可以有直接在德国攻读
博士学位的资格；其他四年级同学按5年制完成学士学位。学院非常重视本科阶段的大学教育，并在教育改革和创新方面多次获得过国家和上海市教学成果奖，并有多本教材获得上海市优秀教材奖。
3.4.2 执行路线
2009年5月—2010年1月准备全国硕士研究生统一考试；
2010年1月—1010年9月准备复试及本科学士学位论文答辩相关事宜,并在此期间联系与专业相关的实习单位；
2010年9月—2013年认真、勤奋的研究生学习、研究与实践生活；
2010年—未来3-10年在国内自主品牌汽车公司工作,获得助理工程师、工程师、总工程师的职称，在行业内建立一定的威信和实力，为中国汽车产业民族自主品牌的发展贡献自己的力量！
4 自我监控和调整
在现代的职业领域中，变化是无处不在的，无论是国家的大的方针政策还是企业的各项计划的实施都离不开变数。变则通，通则明，所以变通是十分常见和重要的。那么，对于我们这些从业者来说，如何来应对这种种的变化则是我们眼前和将来伴随我们一生的重点和难点。因此，我们要赶上时代变化的脚步，就要时刻注意周围环境的变化，并配合自我的调整来适应这些变化。
4.1 监控
4.1.1 目的
监控是为了我们对自己制定的短期和长远计划的实施情况的一种实时的监督和评测，及时地发现问题，努力地解决问题，为自己的规划的真正的实施保驾护航。
4.1.2 内容要素
时间性在学校期间按月评估，实时掌握自己的学习状态和进展；参加工作后按季度进行评估，对自己的业绩进行有条例地梳理，并整理经验。
实时性能够很好地完成自己的职业计划并达到预期的目标，这与我们坚持不懈的努力是分不开的，所以我们要实时地对自己进行监督和评测。
持久性自我监督和测评在有了实时性的保证后，就要求我们有一个持久的态度，职业是我们一生的事业，那么我们就要用这一生的时间去进行自我的监督和测评。
灵活性职业生涯中我们将会遇到很多不可预知的因素，他们将会影响我们的判断力和执行力，因此我们在实施过程中要有灵活的因对策略，随着外界的
变化来调整自我。
4.2 修正方案
对于以上我所提出的职业计划的执行路线，在将来的实施中遇到一些苦难或不可知因素而导致我无法完成预期的目标时，我就必须要有一个修正的方案，来使得自己的职业生涯不至于陷入到混乱和迷茫当中。
5 结束语
如果人生是一个跑道，对于每一个人来说都是一样的长短。但是不一样的是你掌握自己的动力和道路。如果有了很好的动力，但是道路的选择发生了偏差，那么他在自己的跑道上留下的印迹不会很长。同样，即使一个人选对了道路但是没有充足的动力作为保障，那么可以想象他的旅途也不会有多远。只有既选对道路又有充足的动力的人才能在自己的人生旅途上彰显自己的魅力，谱写最为有力和锦绣的篇章。
第二部分
汽车内燃机配气机构的优化设计
摘要
配气机构作为内燃机的重要组成部分，其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。随着内燃机高功率、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。模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。
关键词：内燃机；配气机构；凸轮型线；优化设计
ABSTRACT
The valve train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine.
Key words:Internal combustion engine; V alve train; Cam profile; Optimal design
1 课题背景
1.1 配气机构的研究历程
作为发动机的重要组成部件，配气机构的研究内容从最初单纯的凸轮经验设计，发展到常将配气机构传动链当作完全刚性物体只进行运动学计算，再发展到了整个配气机构的运动学与动力学的综合研究。国外自20世纪初就有许多学者开始进行这方面的深入研究；相比而言，国内则起步较迟，20 世纪70 年代起才开始全面研究凸轮设计与动力学分析，研究的重点放在凸轮型线设计、多质量动力学研究方面。
电子计算机的采用和测试技术的发展为配气机构动力学的研究开辟了新途径。利用电子计算机进行多方案的选择, 并预测配气机构动力学的性能已经成为有效而节省的手段。目前，国际上已有各种配气凸轮设计软件，国内也出现了一些类似的软件，这些软件在速度与计算精度上都有所提高。
1.2 配气机构优化设计的目的及意义
目前，随着人们生活水平的提高，汽车、摩托车日益成为人们生活当中重要交通工具，对机械产品的需求量是越来越大，产品质量要求是越来越高。同时，随着科学技术的发展，机械产品与设备也日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化方向发展。产品的结构也日趋复杂，对其工作性能的要求也越来越高，为使产品能够安全可靠地工作，其结构系统必须具有良好的静动态特性。同时，设备在工作时产生的振动和噪声，会损害操作者的身心健康，污染环境。因此必须对机械产品进行动态分析和动态设计，以满足机械结构静、动态特性与低振动、低噪声的要求。这一切都要求工程师在设计阶段就能精确的预测出产品或工程的技术性能，需要对结构的静、动力强度以及温度场等技术参数进行分析计算。为了在工程应用中节约成本、提高设计效率、缩短设计周期，很多厂家已经把前期的软件模拟作为检验设计成败的一个关键步骤。
发动机在车辆中是动力部件，其性能直接影响车辆在使用中的工作状况和可靠性。发动机的发展向着大功率轻重量的方向发展，使得其刚度不断减少，从而加剧了发动机的振动和结构噪声，这类振动将直接影响发动机的寿命。因此对发动机必须进行动态设计与分析，把动态特性作为设计的重要目标。
配气机构是发动机的重要组成部分，发动机配气机构，经常处在高温、高压下工作，因此气门机构是发动机最容易发生故障的零部件之一。而配气机构性能
的好坏, 直接影响到发动机的经济性、可靠性, 并对发动机噪声与振动产生直接影响【4】。
而配气机构的主要零件气门既是燃烧室的组成部分，又是气体进、出燃烧室的通道，工作时需承受很高的机械负荷和热负荷，尤其是排气门，由于经常受到高温燃气的冲刷，从而更加容易产生漏气、腐蚀与烧损等现象，工作条件也就更为严酷。其后果将影响气缸内的换气质量，严重时会导致燃烧恶化，从而降低了发动机的经济性、动力性和可靠性【7】【8】。因此，对发动机的配气机构特别是气门进行深入研究是非常有必要的。
随着发动机强化程度的不断提高, 配气机构已经成为发动机发展过程中的一个重要而且困难的环节。这不只是由于内燃机转速的急剧增长, 使机构零件惯性力和振动迅速提高,而且还由于内燃机平均有效压力的增加。因此配气机构动力学的研究已经成为研究小型高速内燃机的重要课题。此外随着发动机低排放、高速化的发展趋势，对其性能指标要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因此对配气机构设计的要求也越来越高。
2 配气机构简介
2.1配气机构概述
配气机构是发动机的重要组成部分。它的功能是实现换气过程，即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除燃烧废气。一台内燃机的经济性能是否优越，动力性是否足够大，工作是否可靠，噪音与振动能否控制在较低的限度，常常与其配气机构设计是否合理有密切关系。
配气机构设计的优劣不仅影响发动机的结构紧凑性和制造、使用的成本，而且还决定了高速运转时柴油机的工作可靠性、耐久性。配气机构设计的好坏对柴油机的性能指标有着很重要的影响。
配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进、排气门，使新鲜充量得以及时进入气缸，而废气得以
来表示。充量系数越及时从气缸排出。新鲜充量充满气缸的程度用充量系数
c
高，表明进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量越多，发动机发出的功率越大。压力越高，温度越低，则一定容积的气体质量越大，因此充量系数越高。由于在实际工作中，压力，温度都有不利因素，所以充量系数总是小于1，一般在0.8—0.9。就配气机构而言，主要是要求其结构有利于减小进气和排气的阻力，
而且进、排气门的开启时刻和持续开启时间比较适当，使进气和排气都尽可能充分。
一般说来，设计合理的配气机构应具有良好的换气性能，进气充分，排气彻底，即具有较大的时间-断面值，泵气损失小，配气正时恰当。与此同时，配气机构还应具有良好的动力性能，工作时运动平稳，振动和噪音较小，不发生强烈的冲击磨损等现象，这就要求配气机构的从动件具有良好的运动加速度变化规律，以及不太大的正、负加速度值。
例如，对气门通过能力的要求，实际上可理解为是对由凸轮外形所决定的气门位移规律的要求。显然，气门开闭迅速就能增大时面值，但这将导致气门机构运动件的加速度和惯性负荷增大，冲击、振动加剧，机构动力特性变差。因此，对气门通过能力的要求与对机构动力特性的要求之间存在一定矛盾，应视所设计发动机的特点，如发动机工作转速、性能要求、配气机构系统刚度大小等，在凸轮外形设计中兼顾解决。
配气机构的结构形式是多种多样的，四行程发动机广泛地采用气门式配气机构。气门式配气机构可从不同角度分类。按气门的布置形式不同，主要有气门顶置式和气门侧置式；顶置气门式的配气机构又可根据凸轮轴的布置位置及凸轮轴数目的不同分为凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式。
侧置气门式配气机构的进、排气门设置在气缸体的一侧。气门不但是气体流动的通道，而且是燃烧室的组成部分，这种燃烧室只适应于早期低压缩比内燃机。它不紧凑，单位燃烧室体积的表面积大，燃烧室散热面积大，热损失多。此外，进、排气道由于气门侧置拐弯增多，进、排气阻力大，但结构简单，目前只用于廉价小功率汽油机。
为减少进、排气流通阻力，改进换气性能，将低压缩比燃烧室变为高压缩比燃烧室，以提高燃烧热效率和降低热损失;将气门从气缸体上移到气缸盖上，因而出现了顶置气门式的配气机构，大大的改善了内燃机的动力型和经济性而广泛采用在现代内燃机上。
2.2配气机构采用的新技术
配气机构的作用是根据内燃机工况的需要适时适度地开闭进排气门，对气缸进行换气。目前广泛采用的是气门—凸轮式配气机构，它具有保证气缸密封性的优点。气门—凸轮式配气机构按气门布置分侧置气门和顶置气门机构。现代发动机配气机构采用的技术主要有以下三方面：顶置凸轮轴技术，多气门技术，可变配气定时及气门升程技术【11】。
2.2.1顶置凸轮轴技术
顶置气门配气机构，内燃机的充气系数较高，燃烧室比较紧凑，内燃机有较好的性能指标，是侧置气门机构所不能达到的，故侧置气门机构已被淘汰。
顶置气门配气机构又由凸轮轴的放置位置分成凸轮轴下置型和顶置凸轮轴型。绝大部分发动机采用凸轮轴下置型，但这种机构高速运转时产生较大的惯性力和振动及噪声，消耗较大的动力。目前的趋向是把凸轮轴放在气门上方，省去了推杆、挺柱，称顶置凸轮轴型(OHC)；还有些机构将顶置凸轮轴放在气门室罩里，凸轮直接作用于气门上，这种机构省去了摇臂，高速时气门工作良好，零件惯性力极小，工作平稳。
顶置凸轮轴型(OHC)又可分成SHOC型和DHOC型。前者只用一根凸轮轴来驱动进、排气门；而后者采用两根凸轮轴来分别驱动进、排气门。这种结构适用于进、排气门呈V形排列的内燃机。凸轮轴的传动类型有三种：正时齿轮传动、正时链轮传动和驱动带传动。其中，正时齿轮传动主要用于要求长寿命和大载荷的内燃机，如船用、商用车和赛车内燃机；正时链轮传动，广泛应用于轿车内燃机，一般来说，它比正时齿轮传动机构噪音小；驱动带传动或齿形带传动是最新出现的传动方式，主要用于顶置凸轮轴内燃机上。
2.2.2 多气门技术
配气机构的最新发展是改善燃料经济性，其关键在于如何提供更多的新鲜空气，多气门内燃机很早就己经出现了，但仅用于赛车，目的是减轻排气门的热负荷和机械负荷，但并未能在内燃机制造业得到推广。意大利布加奇公司首先创出具有四个排气门和一个进气门的内燃机。促进多气门内燃机产量迅速提高的原因在于自动控制技术的快速发展和生产的工艺水平越来越高，可以充分发挥多气门配气方案的优越性，保证内燃机在整个负荷和速度范围内形成最佳混合气，并适时适度送入气缸。
多气门内燃机优点很明显，如用两个进气门取代一个进气门，流通截面加大30%左右，可大大改进充气系数。因此，多气门内燃机可以提高功率。四气门内燃机曲轴在中低转速范围内，扭矩一般比二气门内燃机大10%—15%，高转速范围内大10%—20。多气门内燃机不仅可以提高内燃机功率，还可以降低燃油消耗，减少排污。据分析，四气门内燃机燃油消耗比二气门内燃机燃油消耗低%6—8%。多气门内燃机的优越性是二气门内燃机无法比拟的。因而，世界各国的内燃机制造业都将生产转向多气门内燃机的制造。船用内燃机则多为四气门配气机构，如PA6，620等船用机。由于新的设计技术和加工技术的应用，不仅研制新内燃机时间短、投产快，而且生产周期也短。90年代日本多气门内燃机有了很大的发展，几乎所有的新内燃机系列都是多气门内燃机。美国几大公司于1990—.1991
年已开始并正在大量生产多气门内燃机。多气门配气方式是配气机构发展的大势所趋。
2.2.3 可变气门正时配气机构(VVA)
常规内燃机配气相位都是按内燃机性能要求，通过试验确定某一转速和负荷条件下较为适合的配气相位，自然只达到一种转速最为有利。然而为了在更大的曲轴转速范围内提高功率指标，降低燃料消耗，现代多气门内燃机气门开启相位可以改变、升程也可以改变，称作可变气门运动配气机构(VV A)。通过这套机构对配气过程的调节和控制，低、中转速时，活塞运动速度低，气流动力学特性差，因而要求“缩小”相位重叠角，以减少工作混合气倒流，保证低、中转速时扭矩曲线形状较好，可显著地降低燃油消耗率。在中高转速时，活塞运动速度快，气流动力学特性好，因而要求“放大”相位重叠角，废气排放彻底，进气量充分可相应增加内燃机扭矩。显然，采用这一机构，可以提高内燃机性能、降低污染、改善怠速性能。目前，可变气门正时配气系统，大致可分成两种形式，一种称为可变凸轮相位的配气机构(WT)，另一种称为可变配气正时及气门升程的配气机构(WT&WL)。
当今内燃机配气机构的发展趋向是，在排量不变的前提下，提高内燃机性能指标。不论是多气门配气机构还是在此基础上演化而来的可变气门运动配气机构，其基本出发点都是，在更大范围内使内燃机动力指标、经济指标和生态指标等达到最优，这是传统配气机构无法完成的。
3 总布置设计
3.1 气门的布置形式
3.1.1 气门顶置式配气机构
气门顶置式配气机构应用广泛，其进气门和排气门都倒挂在气缸顶上。发动机工作时，曲轴通过定时齿轮驱动凸轮轴旋转。当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶起挺柱时，通过推杆和调整螺钉使摇臂绕摇臂轴摆动，压缩气门弹簧，使气门离座，当凸轮凸起部分离开挺柱后，气门便在气门弹簧的作用下落座，即气门关闭。
四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转两周，各缸的进、排气门各开启一次，此时凸轮轴只旋转一周。曲轴与凸轮轴转速比为2：1。在此，选用气门顶置式配气机构。
3.2 凸轮轴的布置形式
凸轮轴位于曲轴箱内的配气机构称为凸轮轴下置式配气机构。凸轮轴下置式配气机构的主要优点是凸轮轴离曲轴近，可以简单地用一对齿轮传动，缺点是零
件多，传动链长，整机机构的刚度差。在发动机高速时，可能破坏气门的运动规律和气门的定时启闭。在此，选用凸轮轴下置式配气机构。
3.3 凸轮轴的传动方式
凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱形定时齿轮传动。一般曲轴与凸轮轴之间的传动只需一对定时齿轮，必要时加装中间齿轮。为了啮合平稳，减小噪声，定时齿轮多采用斜齿轮。在中小功率发动机上，曲轴定时齿轮用钢来制造，而凸轮定时齿轮则用铸铁或夹布胶木制造，以减小噪声。在此，选用齿轮传动。
3.4 每缸气门数及其排列方式
一般发动机都采用每缸量气门，即一进一排的结构。为了进一步改善气缸的换气，在可能的情况下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。但是，由于燃烧室尺寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。当气缸直径较大，活塞平均速度较高时，每缸一进一排的气门机构就不能保证良好的换气质量。因此，可采用4气门，甚至5气门的机构，采用这种结构后，进气门总的通过面积较大，充量系数较高，排气门的直径可适当减小，使其工作温度相应降低，提高了工作可靠性。此外，采用四气门后，还可适当减小气门升程，改善配气机构的动力性，多气门的汽油机还有利于改善HC与CO的排放性能。
当每缸用两个气门时，为使结构简化，大多数采用气门沿机体纵向轴线排成一列的方式。这样，相邻两缸的同名气门就有可能合用一个气道，这样有助于气缸盖冷却均匀。柴油机的进、排气道一般分置于机体的两侧，以免排气对进气加热。在此，采用两气门沿凸轮轴轴线成一列的方式。
3.5 气门间隙
发动机工作时，气门将因温度的升高而膨胀。如果气门及其传动件之间在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态下，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，从而使功率下降，严重时不易启动。气门间隙的大小一般由发动机制造厂根据试验确定。在冷态时，进气门的间隙一般为0.23—0.3mm，排气门的间隙为0.3—0.35mm。如果间隙过小，发动机在热态下可能发生漏气，导致功率下降甚至气门烧坏。如果气门间隙过大，则使传动零件之间以及气门和气门座之间产生撞击声，而且加速磨损，同时也会使得气门开启的持续时间减少，气缸的充气及排气情况变坏。在此，进气门间隙选0.25mm。排气门间隙选0.3mm。
4 配气定时工作原理
配气定时就是进、排气门的实际开闭时刻，通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转矩的环形图来表示。如下图：
发动机配气机构设计及发展综述
发动机配气机构发展综述 张正有 （重庆工学院汽车学院200246班22号） 【内容摘要】：本文论述了发动机配气机构的发展进程，阐述了可变技术在配气机构中的发展和应用，对迄今已有的发动机气门驱动机构进行了分类介绍，总结了不同气门驱动机构的结构、工作原理和优缺点。并指明了配气机构今后的发展方向。 【关键词】：发动机配气机构可变技术驱动机构 Development Overview of Valve-train of Engine Zhang zheng-you (Chongqing Institute of Technology；Automobile college 20024622) 【Abstract】: This text discussed development progress of valve-train of engine and variable technique be using in the field. In addition, classifications and detail introductions were made for the valve actuators of automotive engine. The structures, fundamentals and advantage of the different actuators were summed up. In the end, further investigations in the future wre put forwards. 【Key word】: engine； valve train； variable technique； valve actuators 0 前言 伴随着社会经济的发展，人类生活水平的提高，我们对生活质量也提
内燃机简介
内燃机 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。 广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。 活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。 内燃机的发展历史 活塞式内燃机自19世纪60年代问世以来，经过不断改进和发展，已是比较完善的机械。它热效率高、功率和转速范围宽、配套方便、机动性好，所以获得了广泛的应用。全世界各种类型的汽车、拖拉机、农业机械、工程机械、小型移动电站和战车等都以内燃机为动力。海上商船、内河船舶和常规舰艇，以及某些小型飞机也都由内燃机来推进。世界上内燃机的保有量在动力机械中居首位，它在人类活动中占有非常重要的地位。 活塞式内燃机起源于用火药爆炸获取动力，但因火药燃烧难以控制而未获成功。1794年，英国人斯特里特提出从燃料的燃烧中获取动力，并且第一次提出了燃料与空气混合的概念。1833年，英国人赖特提出了直接利用燃烧压力推动活塞作功的设计。 之后人们又提出过各种各样的内燃机方案，但在十九世纪中叶以前均未付诸实用。直到1860年，法国的勒努瓦模仿蒸汽机的结构，设计制造出第一台实用的煤气机。这是一种无压缩、电点火、使用照明煤气的内燃机。勒努瓦首先在内燃机中采用了弹力活塞环。这台煤气机的热效率为4%左右。 英国的巴尼特曾提倡将可燃混合气在点火之前进行压缩，随后又有人著文论述对可燃混合气进行压缩的重要作用，并且指出压缩可以大大提高勒努瓦内燃机的效率。1862年，法国科学家罗沙对内燃机热力过程进行理论分析之后，提出提高内燃机效率的要求，这就是最早的四冲程工作循环。
车辆工程-《汽车车身结构与设计》
《汽车车身结构与设计》教学大纲 课程名称：汽车车身结构与设计 课程代号：01337090 学时数：32 学分数：2 适用专业：车辆工程 一、本课程的地位、任务和作用 本课程为车辆工程专业方向课，是学生走向汽车企业或科研院所应掌握的一门课程。本课程的目的与任务是让学生学习和掌握汽车车身的基本组成与结构，车身的设计方法，包括：汽车车身的结构形式、车身的布置方法、汽车造型的工艺美学、汽车空气动力学、车身空间曲梁的绘制、车身有限元计算等。通过本课程的学习，可以为后继其他专业课程的学习及汽车车身设计打下基础。 二、本课程的相关课程 本课程的前续课程为：汽车构造、汽车理论、汽车设计等。 三、本课程的基本内容及要求： 第一章车身绪论 车身设计的任务、领域：《汽车车身结构与设计》研究的目的、意义、国内发展的状况、研究的主要内容和方法。 本章要求了解车身设计的任务、领域，研究的主要内容。 第二章车身设计方法 车身设计方法有传统设计方法和现代设计方法，现代设计方法是在传统设计方法的基础上增加了计算机辅助技术。 本章要求了解各种车身造型的设计方法，同时，本章要求学生完成大作业：采用传统手绘，或利用PHOTOSHOP、3D MAX等绘图软件设计车身彩色效果图。 第三章车身总布置设计 车身总布置设计是车身设计工作的一部分，它是在整车总布置的基础上进行的。 车身总布置设计内容：轿车、客车和货车车身总布置设计的内容，结合人机工程学对车身进行布置，以及车身布置的技术要求。 本章要求了解车身布置的技术要求及各种车型的车身总布置设计。 第四章人机工程学在车身设计中的应用 人机工程学在车身设计中的应用研究已有多项研究成果，主要解决车身设计如何适应人体特点，提高人机系统工作效率。
配气机构答案
单元三配气机构 一、填空题 1．充气效率越高，进人气缸内的新鲜气体的量就__多_____，发动机研发出的功率就__高____。 2．气门式配气机构由__气门组___ 和___气门传动组______组成。 3．四冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转__2___周，各缸的进、排气门各开启 ___1____ 次,此时凸轮轴旋转___1___周。 4．气门弹簧座是通过安装在气门杆尾部的凹槽或圆孔中的___锁片____或___锁块____ 固定的。 5．由曲轴到凸轮轴的传动方式有下置式、上置式和中置式等三种。 6．气门由__头部___和___杆身____两部分组成。 7．凸轮轴上同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置与既定的___配气相位____相适应。 8．根据凸轮轴___旋向_____和同名凸轮的____夹角____可判定发动机的发火次序。 9．汽油机凸轮轴上的斜齿轮是用来驱动__机油泵___和__分电器____的。而柴油机凸轮轴上的斜齿轮只是用来驱动___机油泵____的。 10．在装配曲轴和凸轮轴时,必须将___正时标记____对准以保证正确的___配气相位__。 二、判断题 1．充气效率总是小于1的。( √) 2．曲轴正时齿轮是由凸轮轴正时齿轮驱动的。( X) 3．凸轮轴的转速比曲轴的转速快1倍。( X) 4．气门间隙过大，发动机在热态下可能发生漏气，导致发动机功率下降。( √) 5．气门间隙过大时，会使得发动机进气不足，排气不彻底。( √) 6．对于多缸发动机来说，各缸同名气门的结构和尺寸是完全相同的，所以可以互换使用。( X) 7．为了安装方便，凸轮轴各主轴径的直径都做成一致的。( X) 8．摇臂实际上是一个两臂不等长的双臂杠杆，其中短臂的一端是推动气门的。 ( X) 9.非增压发动机在进气结束时，气缸内压力小于外界大气压。（X） 10.发动机在排气结束时，气缸内压力小于外界大气压。（X）
配气机构的作用及组成
1.配气机构的作用及组成 一、功用： 是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。 二、组成： 气门组：气门及与之关联的零件； 气门传动组：从正时齿轮到推动气门动作的所有零件。 2.为什么要预留气门间隙？什么是气门间隙?为什么要留气门相位? 在气门杆尾端与摇臂端（侧置式气门机构为挺杆端）之间留有气门间隙，是为补偿气门受热后的膨胀之需的. 发动机发动时，气门将因气温升高而膨胀。如果气门以其传动件之间在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态下，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中的漏气，从而使功率下降，严重时甚至不易启动。为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中预留一定的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。这一间隙被称为气门间隙。 但是，如果气门间隙留得太大，冷态下传动零件之间以及气门和气门座之间产生撞击，而且加速磨损，同时使得气门开启的持续时间减少，汽缸的充气情况变坏。 所以高级轿车上都采用液压挺柱，挺柱长度能自动变化，随时补偿气门的热膨胀量，故不需要预留气门间隙。 3.为什么有的配气机构中采用两个套装的气门弹簧 你所指两套装置的气门弹簧我可否理解成控制气门开闭的弹簧。 所有的气门弹簧都是大簧套小簧；并且是是旋向相反。 采取这种结构的原因是防止因为气门弹簧旋向的原因产生谐振，造成气门关闭不严，所以设置成旋向相反的两个气门弹簧，让它们的谐振频率相反进行抵消，消除谐振引起的气门关闭不严的现象 4.什么是点火提前角,其过大或过小有什么危害 点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。 点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，磨损加剧。点火过迟，气体做功效率低，排气声大。不论点火过早或过迟，都会影响转速的提升。 若点火提前角过大，则活塞还在向上止点运动时，气体压力已达很大的数值，活塞受到迎面而来的反向压力的作用，压缩行程的负功增加使发动机功率下降，甚至有时造成曲轴反转使发动机不能工作。而且点火提前角过大也易于发生不正常燃烧--爆燃。 若点火提前角过小，混合气的燃烧将在逐渐增大的容积内进行，因而燃烧最高压力降低，而且补燃增加，热损失增大，于是发动机功率下降，油耗增加，并使发动机过热 5.膜片弹簧式离合器特点？ 6.从动盘摩擦片上的铆钉为什么要沉入摩擦片平面以下? 如果不沉头，摩擦的就不是摩擦片，而是铆钉了。 五、问答题 1.汽油机燃料供给系的作用是什么？ 2.化油器的作用是什么？ 3.主供油装置的作用是什么？它在哪些工况下参加供油？ 4.为什么把加浓装置称为省油器？ 5.在加速泵活塞与连接板之间为什么利用弹簧传力？
《汽车车身结构与设计》习题与解答要点
《汽车车身结构与设计》习题与解答 第一章车身概论 1、汽车的三大总成是什么？ 答：底盘、发动机、车身。 2、简述车身在汽车中的重要性。 答：整车生产能力的发展取决与车身的生产能力，汽车的更新换代在很大程度上也决定与车身，我们所看到的汽车概念大多指车身概念，汽车的改型或改装主要依赖于车身。 3、车身有什么特点？ 答：a：汽车车身是运载乘客或货物的活动建筑物，由于其在运动中载人、载物的特殊性，所以汽车车身的设计与制造需要综合运用空气动力、空气调节、结构设计、造型艺术、机械制造、仪器仪表、复合材料、电子电器、防音隔振、装饰装潢、人体工程等不同领域的知识。 b：自1885年德国人卡尔·弗里德里希·本茨研制出世界上第一辆马车式三轮汽车，并成立了世界上第一家汽车制造公司——奔驰汽车公司以来，汽车车身的造型随着时代的推移和科技的进步经历了19世纪末20世纪初的马车车厢形车身；20世纪20、30年代的薄板冲压焊接箱形车身；第二次世界大战后50、60年代冷冲压技术生产的体现流线型、挺拔大方的车身。而到了20世纪70、80年代现代汽车的各种车身造型已初具雏形，新材料、新工艺的使用更使得汽车车身的设计制造得到了飞速发展。 4、简介车身材料。 答：现代汽车车身使用的材料品种很多，除金属（主要是高强度钢板）和轻合金（主要是铝合金）以外，还大量使用各种非金属材料如：塑料、橡胶、玻璃、木材、油漆、纺织品、皮革、复合材料等。随着汽车车身制造技术的发展，为了轻量化以及提高安全性、舒适性，非金属材料、复合材料在汽车车身的加工制造中得到日益广泛的应用。 5、车身主要包括哪些部分？ 答：一般说，车身包括白车身及其附件。白车身通常是指已经装焊好但未喷涂油漆的白皮车身，主要是车身结构件和覆盖件的焊接总成，并包括前后板制件与车门。车身结构件和覆盖件焊（铆）接在一起即成为车身总成，该总成必须保证车身的强度与刚度，它可划分为地板、顶盖、前围板、后围板、侧围板、门立柱和仪表板总成。车身前板制件一般是指车头部分的零部件，包括水箱框架和前脸、前翼子板、挡泥板、发动机罩以及各种加强板、固定件。6、车身有哪些承载形式？ 答：车身按照承载形式的不同，可以分为非承载式、半承载式、承载式三大类。
135柴油机配气机构设计
重庆工学院 毕业设计（论文）题目：135柴油机配气机构设计
摘要 本篇论文是关于135型柴油机配气机构设计的，主要是对135型柴油机的主要运动零件设计以及一些辅助系统的简要设计。通过热力计算、动力计算，并根据性能进行合理的零件设计，从而使135柴油机具备更好的经济性能和动力性能。本文除了包括配气机构的设计外，还包括进排气及配气系统设计。 关键词：135型；柴油机；设计；动力计算
Abstract This thesis is about the design of gas distribution mechanism of 135 type diesel engine, mainly is the brief design mainly exercise on type 135 diesel engine parts and some auxiliary system design. Through the calculation of thermodynamic calculation, dynamic, and parts of reasonable design according to performance, so that the 135 diesel engine has the better economic performance and dynamic performance. In addition to this design includes a gas distribution mechanism, also includes the design of inlet and exhaust and the gas distribution system,. Key words: type 135; diesel engine; design; dynamic calculation
中重型载货汽车总布置设计规范
中重型载货汽车总布置设计规范 汽车的总体设计及汽车的使用性能、艺术造型及制造成本有着密切的关系，在很大程度上决定着汽车销售的成败，直接影响到汽车的结构、性能及其使用、维修、寿命和使用经济性，所以总体设计在汽车的设计中显得十分重要。 1、汽车总体设计的任务： （1）从技术先进性、生产合理性和目标产品的用途、销售对象、控制成本及生产纲领等出发，正确选择整车性能指标、质量及尺寸参数，提出整车设计方案，为部件设计、选型提供依据。 （2）对各部件进行合理布置和运动校核，使汽车能满足主要性能的要求，使相对运动的部件不会产生相互干涉。 （3）对汽车性能进行精确计算和控制，保证汽车主要性能指标的实现。 （4）协调各总成及整车的关系以及各总成之间的关系。 （5）拟订整车技术文件。如：整车装调技术条件、产品标准 （6）进行各种有关整车的技术综合工作。如：总布置评审材料的准备；设计计算书（设计计算说明书）；项目描述书；试验任务书；零部件技术认证计划。 2、对整车设计师的要求： 作为一名整车设计师，需要具备以下几个条件： （1）对汽车的有关标准、法规的了解和掌握； （2）对汽车设计、试验知识的掌握和运用； （3）对汽车使用、保养和修理知识的基本了解； （4）对汽车生产工艺的基本了解； （5）对国内外同类产品的技术状态及技术水平主要零部件资源的了解； （6）有强烈的经济观念和市场意识，对市场的需求有必要的了解； （7）要有科学的工作态度和严格细致的工作作风； （8）要有协调各种关系的能力和耐心。 3、汽车设计的一般主要原则： 汽车的设计原则是解决设计中出现的各种矛盾的指导思想和统一的准则。其中包括产品设计方针、主要技术—经济要求（对技术先进性、工艺性、继承性、生产成本和零部件互用化的要求），需要考虑哪些变型车；同时要规定在各自使用性能发生矛盾时应优先保证的性能等，对于不同类型的汽车，其设计原则是不相同的，但有一些普遍适用的主要原则，表现在： （1）用户第一原则： 汽车是工业品，也可看作艺术品。对一台车的评价指标是多方在面的，且极具社会性和时代性，作为用户，一般会从以下方面作出选择： a）造型是否有时代感，能否体现使用者的社会地位或阶层； b）驾乘是否舒适，操纵是否方便； c）工作是否可靠，维修是否便利，备件供应是否充足； d）各项技术性能等（如整车动力性、经济性、制动性能、机动性、货厢结构及尺寸、舒适性、排放可靠性等）是否满足使用需求。 e）售价（或性能价格比）是否合理； f）使用、维修成本是否低廉。 （2）贯彻“三化”原则： 贯彻“产品系列化、零部件通用化和零部件设计标准化”，可以大大减小零部件品种、降低成本、方便维修、减少投入，所以在设计一个新车型时，要考虑它的系列化变形的
浅析柴油机配气机构的发展现状(1)
浅析柴油机配气机构的发展现状 论文关键词:柴油机配气机构动态设计 论文摘要:系统介绍了新技术和先进设计方法在柴油机配气机构设计中的应用，并就各种新技术对柴油机性能的影响进行了详尽分析，同时对配气机构的先进设计方法和传统设计方法的优缺点进行了综合比较。 配气机构对发动机性能具有重要影响。它的主要功能是实现柴油机的换气过程，根据气缸的工作次序，定时地开启和关闭进、排气门，以保证气缸吸人新鲜空气和排除废气’。在柴油机设计中，配气机构设计占有重要地位，其设计一质量不仅直接影响柴油机的技术性能、工作可靠性、耐久性和平稳性，而且还决定了发动机的结构紧凑性和制造、使用的成本，因此国内外对配气机构的研究都非常重视。 现今对柴油机的设计，一方面希望气门加速度较大，以使气门能够迅速开、关，从而得到较好的换气效果，以提高动力性和经济性;另一方面，希望载荷保持相对较小，以减少加速度，从而减少振动和噪声，延长使用寿命、2。随着计算数学和电子计算机在配气机构设计阶段的运用，通过选用不同的凸轮型线、包角、重叠角、气门直径、升程等参数，进行多种方案的计算，可从中选出最接近于所希望要求的方案，也可以通过设计参数的调整，从而获得接近于理想的充气效率和配气正时。目前，配气机构的研究在技术应用和设计方法上都取得了一定的进展。 1技术应用 1.1顶置凸轮轴技术 顶置气门配气机构.可以增大发动机的充气系数，使燃烧室的结构更加紧凑，从而使发动机有较好的性能指标。顶置气门配气机构根据凸轮轴的放置位置可以分为下置型凸轮轴和顶置型凸轮轴。下置型凸轮轴配气机构会在高速运转时产生较大的惯性力、振动和噪声，消耗较大的动力。为了解决这一问题，顶置凸轮轴技术应运而生。顶置凸轮轴技术的一种方式是将凸轮轴置于气门上方，从而省去了推杆、挺柱;另一种形式是将顶置凸轮轴放于气门室罩内，凸轮直接作用于气门上，从而省去了摇臂。顶置凸轮轴能够保证高速时气门工作良好，零件惯性力较小，工作较为平稳可靠。 1.2多气门技术 配气机构改进的关键在于如何提供更多的新鲜空气，而增加气门数则是提高流通面积、增加充气系数最有效的方法之一。如用两个进气门代替一个进气门，流通截面增加30%-35%，可以大大改进充气系数，并提升内燃机功率。多气门内燃机还可以降低燃油消耗，减少排污。研究表明，4气门内燃机燃油耗比2气门内燃机燃油耗低6%-8%。因此，多气门技术已成为内燃机发展中的一个重要方向。 1.3可变配气正时 常规内燃机的配气相位是按内燃机性能要求，通过试验确定较为合适配气相位。为了在更大的曲轴转速范围内提高功率指标，降低燃料消耗，现代多气门内燃机气门开启相位可以改变，升程也可以改变，称作可变气门结构一。通过可变配气机构对配气过程进行调节和控制，在低、中转速时，活塞运动速度低，气流动力学特性较差，因而要求“缩小”相位重叠角，以减少混合气倒流，保证低、中转速时有较好的扭矩曲线形状，显著地降低燃油消耗率。在高转速时，活塞运动速
毕业设计--配气机构的设计
毕业设计说明书配气机构的设计 姓名: 所属院校： 专业: 班级: 学号: 指导教师：
目录 概述 1、配气机构的功用 (6) 2、配气机构的设计要求 (6) 3、配气机构计算参数的确定 (7) 一、凸轮轴的设计： 1、凸轮轴的设计要求 (7) 2、凸轮轴的结构 (7) 3、凸轮轴的选材 (7) 4、凸轮轴的支承轴颈轴承的材料 (7) 5、凸轮轴的定位方式 (7) 6、凸轮轴的最小尺寸定位方式 (7) 7、凸轮轴的热处理工艺......................................................................................... (8) 8、凸轮轴的损坏形 式......................................................................................... (8) 9、凸轮轴的计算
........................................................................................ (9) 二、凸轮的设计 1、凸轮设计的要 求 (10) 2、凸轮基圆设计 (11) ①基圆半径的确定......................................................................................... (13) ②凸轮位置的确 定......................................................................................... (13) ③配气相位与凸轮的作用 角......................................................................................... (14) ④凸轮顶部的圆弧半 径......................................................................................... (14) 三、挺柱的设计 1、挺柱的结构 (10) 2、挺柱的材料 (15) 3、平面挺柱导向面与导向孔之间挤压应力的计算 (16) 4、平面挺柱的最大速度......................................................................................... (16) 5、凸轮与挺柱间接触应力的计算
汽车总布置设计毕业设计(含外文翻译)
摘要 随着汽车行业的蓬勃发展，以及人机工程学、空气动力学在汽车上的应用，车身总布置也在飞速的变革与发展。车身总布置设计是经验和原理方法的结合，是在考虑整车形式、车身与底盘的关系、以及总布置和造型传递给车身内部布置的一些约束条件下，进行车室内部布置，是基于功能和约束的方案寻求最优的过程。一个与众不同的驾驶空间：开阔的视野，舒适的座椅布置，布置紧凑的仪表以及伸手可及的操作元件，能给人充分的心理满足和安全感。人机工程学、空气动力学和现代化制造方法的发展促使汽车车身总布置的不断更新和完善，传统与创新艺术风格的有机结合也影响着车身总布置的美学实践。然而，每一款新车型的问世都离不开车身总布置和它的设计工具，汽车车身总布置是汽车概念设计阶段的一项相当重要的方案设计工作。 本次设计主要内容是根据人机工程学的理论和在汽车上实际应用的分析，进行总布置设计。本文介绍汽车总布置设计工具人体模型，眼椭圆。提出了综合考虑驾驶员舒适性、视野性、腿部操纵空间、方向盘、顶盖等因素的H 点区域法。利用CATIA进行总布置设计,CATIA对于提高车身总布置的质量，以及缩短产品开发周期具有非常大的现实意义 关键词：车身总布置设计；人机工程学；人体模型；眼椭圆。
Abstract With the vigorous development of auto industry, and ergonomics, air dynamics in automotive applications, general arrangement in the rapid development and reform. Body: the layout design experience and the principle of method is combined, is considering vehicle body and forms, the chassis layout, and transfer to body shape and some internal layout constraints on car interior ministry decorate, it is based on the function and constraints for the solution of the optimal process. A special driving space: open vision, comfortable seats arrangement of instrumentation and arrangement, compact and operating components, can give a person to fully satisfy the psychology and security. the modern automobile body is always arranging also in the rapid transformation and the development.The man-machine engineering, the aerodynamics and the modernized manufacture method development urges the unceasing renewal and the consummation which the automobile body always arranges, traditional and the innovation artistic style organic synthesis is also affecting esthetics practice which the automobile body always arranges.However, each section new vehicle being published cannot leave the automobile body always to arrange and its design tool, the automobile body total arrangement is an automobile conceptual design stage quite important project design work. T he main content of the theory is based on ergonomics in cars and practical application analysis, the layout design. Introduces the layout design tool car body model, elliptic. Puts forward comprehensive consideration of the pilot, leg vision comfortableness, manipulation of space, the steering wheel, the above factors zone method H. To improve the CATIA layout of quality, body and shorten the development cycle has very great practical significance Keywords: body layout design, Ergonomics, Human model, Eye ellipse.
汽车内燃机配气机构毕业设计
本科专业职业生涯设计 姓名 学号 年级 专业 系（院） 指导教师 2010年 4 月 15 日
目录 第一部分 同舟共济，自强不息，我的汽车工程师之路 (5) 前言 (5) 1 自我探索 (5) 1.1 职业兴趣 (5) 1.1.1 自我评估的结果：ECR (5) 1.1.2 职业测评的结果：SRI (6) 1.1.3 职业兴趣探索小结 (6) 1.2 职业能力 (7) 1.2.1 自我评估的结果：RIC (7) 1.2.2 职业测评的结果：RIS (7) 1.2.3 360度评估结果 (8) 1.2.4 职业能力探索小结 (8) 1.3 职业价值观 (9) 1.3.1 职业价值观测评结果 (9) 1.3.2 职业价值观小结 (9) 1.4 个性特征 (9) 2 了解和分析职业 (10) 2.1 世界大背景 (10) 2.2 国内汽车行业行情 (10) 2.3 汽车行业人才需求情况 (11) 3 匹配抉择 (11) 3.1 性格与爱好的匹配 (11) 3.2 性格与价值取向的匹配 (11) 3.3 爱好与价值取向的匹配 (11) 3.4 我的职业目标 (12) 3.4.1 同济大学汽车学院简介 (12) 3.4.2 执行路线 (13)
4 自我监控和调整 (13) 4.1 监控 (13) 4.1.1 目的 (13) 4.1.2 内容要素 (14) 4.2 修正方案 (14) 5 结束语 (14) 第二部分 汽车内燃机配气机构的优化设计 (15) 摘要 (15) ABSTRACT (16) 1 课题背景 (16) 1.1 配气机构的研究历程 (17) 1.2 配气机构优化设计的目的及意义 (17) 2 配气机构简介 (18) 2.1配气机构概述 (18) 2.2配气机构采用的新技术 (20) 2.2.1顶置凸轮轴技术 (20) 2.2.2 多气门技术 (20) 2.2.3 可变气门正时配气机构(VVA) (21) 3 总布置设计 (22) 3.1 气门的布置形式 (22) 3.1.1 气门顶置式配气机构 (22) 3.2 凸轮轴的布置形式 (22) 3.3 凸轮轴的传动方式 (22) 3.4 每缸气门数及其排列方式 (22) 3.5 气门间隙 (23) 4 配气定时工作原理 (23) 5 配气机构的零件和组件 (24) 5.1 气门组 (24)
485柴油机的配气机构的设计
485柴油机设计（配气机构） 摘要 本设计介绍了485柴油机配气机构的设计，主要是其各零部件的设计。本次设计的485柴油机主要用于轻型载货车。 配气机构的功用就是实现换气过程，即根据发动机气缸的工作顺序，定时的开启和关闭进排气门，以保证气缸排出废气和吸进新鲜空气。配气机构设计的好坏直接影响发动机整体的经济性和动力性，因此配气机构的设计在发动机整体设计上占有相当重要的作用。在气门选择上，采用每缸两个气门的方案，其优点是比较简单、可靠，对于自然吸气式柴油机可以提高新鲜空气的进气量，降低气缸的热负荷，增加气缸的耐久性和使用寿命。气门的驱动采用凸轮轴—挺柱—推杆—摇臂—气门机构。凸轮轴布置形式是下置式，采用的是整体式凸轮轴，这样的凸轮轴结构简单，加工精度高，能有良好的互换性。 本次配气机构的设计，主要包括进、排气门的设计，气门弹簧的设计，以及凸轮轴的设计。编写Matlab程序，计算得到挺柱升程表，绘出挺柱升程、速度、加速度曲线。 关键词：柴油机，配气机构，凸轮轴，气门
THE DESIGN OF VALVE TIMING MECHANISM OF 485 DIESEL ENGINES ABSTRACT This thesis introduces the design of valve timing mechanism of 485 diesel engines, mainly the design of its various components. The 485 diesel engine in this design is mostly used in light truck. The function of valve timing mechanism is to realize the exchange process, namely according to engine cylinder working order, ensure that the intake and exhaust valves open and close at the proper time. The valve gear play a direct impact on the economy and power parameters of the engine, therefore, the design of gas distribution agency in the overall design of the engine play a rather important role. Arranging two-valve per cylinder, the advantages are that it is relatively simple, reliable, for the naturally aspirated diesel engines can improve the fresh air into the cylinder, reduce the heat load of the cylinder to increase the durability of the cylinder and use life. The driving mechanism of valves is camshaft, tappet, pushrod, rocker, valve train. Camshaft arrangement is under the form of home-style, using the integral camshaft, such camshafts have simple structure, high precision machining, and good interchangeability. This design, including exhaust valve, intake valve, valve spring, and camshaft. Write Matlab program, calculate tappet lift table, map the curves of tappet lift, speed and acceleration. KEY WORDS: Diesel engine, Valve timing mechanism, Camshaft, Valve
汽车总布置设计步骤
汽车总布置设计的内容与步骤 1、汽车总布置设计的内容 主要内容包括总成选型和匹配、整车性能计算、运动学校核、人机工程设计和校核、三维装配、确定设计硬点和设计控制规则。 具体内容包括空间布置和性能相关项目布置。具体如下表 布置的内容布置的项目 空间布置（人机分析、法规校核）发动机、传动系的布置；悬架、轮胎的布置；座椅布置；踏板、变速杆等驾驶操作系统的布置；载货空间的布置；燃料箱、备胎的布置；车身及内、外 饰件的布置 性能相关项目布置 油耗燃料箱容量 制动性能质心位置、轮胎尺寸 操纵稳定性轴距、转向器的位置、方向盘行程 NVH性能传动轴夹角、发动机悬置、空滤器、消声器容量、 排气吊挂、后视镜、仪表板横梁 空气动力性能发动机罩前端高度、前风窗倾斜角、后风窗倾斜角、 扰流板、空气进出风口 机动性轮距、轴距、前后悬、转向齿条行程 发动机冷却前格栅型式、散热器尺寸、前端开口面积 2、汽车总布置设计的步骤 （1）定义整车结构及外形尺寸。进行整车总布置时，首先应初步定义汽车的型式（包括轴数、驱动型式、布置型式、车身型式等），然后选择动力及轮胎型号尺寸，接着对整车的外形尺寸进行定义（包括总长、总宽、总高、轮距、轴距、前悬、后悬、最小离地间隙等），另外还需确定汽车的质量参数 （2）确定假人百分位，定义H点位置。整车布置加人一般用95百分位美国男人和5百分位日本女人，躯干角一般前排为25°，后排为23°。 （3）确定眼椭圆、头部包络线。眼椭圆定义按SAE J 941进行，头部包络线做法按SAE J 1052的规定。头部包络线完成后，顶盖的最低高度可确定。 （4）进行前视野校核。按GB11562的规定，对效果图进行前视野校核。 （5）进行车身零件和总成布置。根据GB14167，结合效果图初选S值，确定安全带安装点初步范围；根据GB17354，确定前后保险杠的位置范围；根据选定的假人，布置合理的手臂到方向盘尺寸和脚到踏板的尺寸，从而确定方向盘中心位置及踏板位置，参考GB/T 17876；根据车轮跳动的包络线，确定合身轮罩等尺寸；进行车内外零部件的布置。 （6）确认发动机盖位置，进行动力总成布置。根据前视野校核结果，即可确定发动机盖上平面上限（应低于前视野下限线），结合此因素，可进行动力总成的初步布置。动力总成上平面到发动机盖下平面的距离一般应为40~50mm，如考虑到行人碰撞安全性，应加大到60mm 或将发动机盖材料改为塑料。动力系统布置时，应考虑轴荷分配、面积利用率、传动轴夹角、最小离地间隙等因素。 （7）进行底盘系统布置。应注意相对运动的零部件进行运动校核，确定它们的运动轨迹和运动空间，并防止各部件之间产生运动干涉，如车轮的跳动、传动轴的跳动等。 （8）应性及车内外人体、人机工程学校核。针对国家对汽车产品的相关强制性标准，对整车、零部件布置的符合性进行校核，另外，对国家尚未要求但国际上通用的标准应考虑符合性。按设计经验及相关参考资料，对车内外零部件尺寸、布置位置的合理性进行人体、人机工程学校核。
内燃机配气机构系统动力学分析_张晓蓉
第31卷第3期重庆大学学报 Vo.l 31 No .3 2008年3月 Jour nal of Chongqi n g U niversity M ar .2008 文章编号:1000-582X (2008)03-0294-05 内燃机配气机构系统动力学分析 张晓蓉1,2 ,朱才朝2 ,吴佳芸 2 (1.重庆科技学院机械学院,重庆400042;2.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400030) 摘 要:内燃机配气机构直接影响着内燃机的性能和可靠性。论文对顶置四气门配气机构工作过程进行了分析,采用理论计算和实验方法确定了配气机构动力学模型的主要参数,利用AVL / TYCON 分析软件建立了顶置配气机构凸轮轴)摇臂)气门系统的一维动力学分析模型,并对其动态特性进行了数值仿真,验证了动力学模型及分析结果的正确性,为配气机构动态性能的评价和优化提出了理论依据。 关键词:内燃机;配气机构;动力学 中图分类号:TH 132.47 文献标志码:A System Dynam ic Analysis of Engine Valve -train ZHANG X i a o-ro ng 1,2 ,ZHU C a i -cha o 2 ,W U J i a -yun 2 (1.C ollege o fM echan ical Eng i n eeri n g ,Chongqi n g U niversity o f Science and Techno l o gy ,Chongqing 400042,P .R .China ; 2.State K ey Laboratory o fM echan ica lTrans m issi o n ,Chongqing University ,Chongq i n g 400030,P .R.Ch i n a)Abst ract :Va l v e tra i n is the key factor for the perfor m ance and reliab ility of eng ine .W e analyze the w or k i n g m echanis m of over head va l v e train w ith four valves ,and obtained the m a i n para m eters o f dyna m ic m odeli n g w ith t h eore tica l and experi m ental m ethods .On the basis of the above stud i e s ,w e buil d the m odel o f ca m shaf-t rocke-t valve syste m w ith AVL /TYCON soft w are .Its dyna m ic characteristics is si m ulated and ver ified by experi m ents .Th is paper prov ides a theoretical approach for the evaluati o n and opti m izati o n of dyna m ic perfor m ance of valve tra i n .K ey w ords :eng i n e ;va lve -train ;dyna m ics 配气机构是内燃机的重要组成部分,其设计优良与否直接影响内燃机的性能指标。这些指标不仅包括动力性、经济性,也包括运转性能如内燃机的振动、噪声、排放指标和可靠性等,因而开展配气机构系统动力学研究具有重要意义。 配气凸轮机构一直是内燃机研究的重要组成部分,研究内容已从最初单纯的凸轮经验设计,拓展到整个配气机构的运动学与动力学的综合研究。国外自20世纪初就有许多学者开始进行这方面的深入 研究;相比而言,国内则起步较迟,20世纪70年代起才开始全面研究凸轮设计与动力学分析,研究的重点放在凸轮型线设计、多质量动力学研究方面 [1-3] 。目前,国际上已有各种配气凸轮设计软件, 国内也出现了一些类似的软件,这些软件在速度与计算精度上都有所提高。文中以顶置四气门配气机构为例,通过理论计算和利用实验方法确定了配气机构动力学模型的主要参数,利用TYCON 分析软件建立了该配气机构的凸轮轴)摇臂)气门系统动力