发动机配气凸轮轴扭转振动测量与分析

【摘要】配气机构是发动机工作的重要组成部分，配气机构通过它配气定时的作用直接影响到发动机整机性能。随着可变配气技术的日益普及，准确的配气定时变得越来越重要。而配气定时主要取决于配气凸轮轴的运动特性。除了凸轮型线的影响，配气凸轮轴的扭转振动也是重要的影响因子。本文在广泛参阅国内外关于配气凸轮轴扭转振动的文献基础上，结合实际情况，以时序脉冲法为理论依据，采用实验的方法对配气机构凸轮轴的扭转振动进行测量和计算分析。结合配气机构动态特性实验研究配气凸轮轴扭转振动与配气定时之间的关系。主要研究工作如下：1、介绍了发动机配气机构凸轮轴扭转振动的测量实验和发动机配气机构动力学特性实验。介绍了实验的具体组成及工作原理、以及实验的数据采集系统。2、应用VC++语言和Labview软件编写程序，成功对实验中所需的加速度、转角、扭矩等信号进行采集和信号处理。并运用Matlab对采集到的不同频率的转角信号进行样条差值，完成了扭振的计算。为模拟仿真的计算分析工作提供条件和数据依据。根据实验需要详细介绍本文是如何采集各项重要数据。3、以脉冲时序测量的原理为依据，转变测量方法，利用PCI数据采集卡结合可以输出配气凸轮轴转角信号的传感器来对其进行测量与分析。在不同转速下，对凸轮轴两侧转角信号，以及其他扭矩、加速度信号等进行采集。对实验中所采集到的数据，加以筛选、计算。对凸轮轴接触应力进行分析，得到最大接触应力出现的位置，并对测的转速进行分析。然后对配气凸轮轴扭振测量实验所得结果进行分析，得知，随凸轮轴转速的加快,扭转角度逐渐提升,但均未超出限定范围。并对扭转角的实验结果进行了谐次分析。得到各谐次下，扭转角幅值与转速关系。并与配气机构动力学特性实验加以对比研究了配气凸轮轴产生扭转振动对配气正时产生的影响。4、使用模拟仿真的办法对顶置凸轮轴式配气机构建模并进行了扭转振动分析以及自由模态分析。得到临界转速结果，得知凸轮轴强迫振动下的临界转速远远超出工作转速范围。分别对计及扭振与不计及扭振的两种情况进行动力学分析。在此基础上，进一步分析了凸轮轴扭振对配气机构影响。
【作者】白贺；
【导师】刘忠民；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】配气机构；凸轮轴；扭转振动；配气定时；实验；

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