柴油機(jī)凸輪—挺柱磨損分析與摩擦副匹配試驗(yàn)研究.pdf

1、配氣機(jī)構(gòu)是柴油機(jī)的重要部件之一，它設(shè)計(jì)的是否合理將直接影響到柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性以及工作穩(wěn)定性、可靠性和排放性能。隨著人們對(duì)柴油機(jī)性能要求的不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)不斷地向著高速化、高功率發(fā)展，其強(qiáng)化程度也在不斷加強(qiáng)。同時(shí)，配氣機(jī)構(gòu)的工作條件也在不斷惡化，因此柴油機(jī)必須能夠在高速運(yùn)行的工況下仍然能夠平穩(wěn)可靠地工作。其中，配氣機(jī)構(gòu)的磨損對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能和使用壽命有著十分重要的意義。并且現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)由傳統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)發(fā)展到以壽命長(zhǎng)且使用可靠

2、性、精度和效率高為主要指標(biāo)的新階段。因此，要對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出更高要求，對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的摩擦磨損進(jìn)行分析研究是十分有必要的。
　　本文以某國(guó)產(chǎn)農(nóng)用四氣門柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象。在分析研究了一些相關(guān)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r，分析了配氣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性以及配氣凸輪的評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過優(yōu)化凸輪型線，增大最小曲率半徑以及減小彈簧剛度來降低接觸應(yīng)力；同時(shí)對(duì)凸輪—挺柱二者的形狀結(jié)構(gòu)、空間位置、材料、硬度進(jìn)行了匹配

3、優(yōu)化分析。對(duì)優(yōu)化后的結(jié)果設(shè)計(jì)了合理的試驗(yàn)方案，進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)驗(yàn)證。具體工作包括：
　?。?）對(duì)柴油機(jī)所出現(xiàn)的凸輪挺柱磨損現(xiàn)象進(jìn)行分析，找出磨損原因。具體是從凸輪和挺柱兩個(gè)方面出發(fā)：結(jié)合原凸輪圖紙升程表，利用MATLAB軟件可得到原凸輪升程、速度和加速度曲線。計(jì)算出凸輪挺柱間最大接觸應(yīng)力、豐滿系數(shù)、最小曲率半徑等相關(guān)參數(shù)的結(jié)果。
　?。?）從凸輪和挺柱的硬度及材料的匹配、潤(rùn)滑情況以及接觸應(yīng)力三個(gè)方面出發(fā)，通過對(duì)曲線和參數(shù)的分

4、析，對(duì)原凸輪配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)找出磨損原因，提出改進(jìn)措施進(jìn)行改進(jìn)。
　?。?）在保持柴油機(jī)原有動(dòng)力性能的基礎(chǔ)上，對(duì)凸輪和挺柱以及兩者之間的匹配進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì)配氣凸輪型線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，來改善原配氣凸輪存在的磨損問題。新凸輪型線具體是采用等加速-等速緩沖段和高次多項(xiàng)式工作段。結(jié)合原凸輪型線的計(jì)算分析，選出多組新的設(shè)計(jì)參數(shù)，利用MATLAB軟件的數(shù)據(jù)計(jì)算和圖形輸出功能，可得出多組凸輪型線結(jié)果。
　?。?）對(duì)MATLAB軟件計(jì)算出