R16V280ZJ型柴油机配气凸轮型线的优化设计

摘要

配气机构是柴油机的重要组成部分。一台柴油机的经济性能是否优越，工作是否可靠，噪音与振动能否控制在较低的限度，常常与其配气机构的设计是否合理有密切关系。随着柴油机的高功率、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，因而对其配气机构也提出了更高的要求。R16V280ZJ型柴油机是我厂与奥地利AVL公司合作开发的，是目前国内功率最大的内燃机车用柴油机，经济性能优良，在国内市场极具竞争力，其市场前景看好。但是，在台架试验时发现，该柴油机排温偏高。为了解决这一问题，进一步提高R16V280ZJ型柴油机的整机性能，本文对该机的配气凸轮型线进行了改进设计，主要工作如下：对样机配气凸轮型线进行拟合，然后根据拟合的结果和有关的配气机构参数，进行了配气机构运动学和动力学计算，校验了其动力学性能。针对原配气凸轮型线存在的问题，设计了新的配气凸轮型线。为了验证改进的效果，在其它参数保持不变的条件下，通过工作过程模拟计算，和改进前的凸轮型线计算结果进行比较，证明排气温度有所降低，柴油机的性能有所改善。新型线凸轮轴进行了装机试验。试验结果表明，采用新凸轮轴以后，柴油机的排温有一定程度的降低，综合性能有所提高。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 本课题的研究背景及意义

1.2 国内外现状分析

1.2.1 静态优化设计

1.2.2 动态优化设计

1.2.3 系统动力学优化设计

1.3 本文主要工作

第二章 R16V280ZJ 型柴油机配气凸轮曲线光顺

2.1 概述

2.2 光顺的概念

2.3 常用光顺方法

2.3.1 回弹法

2.3.2 圆率法

2.3.3 磨光法

2.3.4 凸轮升程的光顺方法的比较

第三章 R16V280ZJ 型柴油机配气凸轮曲线拟合

3.1 用样条函数方法来拟合凸轮型线

3.2 用高次多项式函数来拟合凸轮型线

3.2.1 等加速—等速缓冲段的曲线拟合

3.2.2 余弦缓冲段的曲线拟合

3.2.3 工作段的曲线拟合

3.3 用 N 次谐波逼近法拟合凸轮型线

第四章 配气机构的计算

4.1 配气机构的参数

4.2 计算结果分析

4.3 配气机构的动力学计算

4.3.1 建立配气凸轮机构的动力学模型

4.3.2 单质量系统气门运动微分方程式的建立

4.3.3 分析不同工作条件下的计算模型

第五章 R16V280ZJ 型柴油机配气凸轮的改进设计

5.1 配气凸轮设计的准则

5.2 缓冲段的设计

5.3 工作段型线分类

5.4 新配气凸轮的设计

5.4.1 新进气凸轮的设计

5.4.2 新排气凸轮的设计

5.5 新凸轮的装机试验

第六章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢