气动发动机配气机构设计及优化研究
浅谈发动机配气机构优化改进设计
１ 发 动机 配气 机构 的技术现状
配气机构是发动机重要 的组成 ，配气机构性能 好坏也会直接影响到发动机性能和指标 。 所 以， 对配 气机构的要求要做到保持 良好的充气性能时 ，具有 工作可靠性 。 尤其是高速和大功率 的发动机 ， 对性能 指标要求就更高了 ，既要保持动力学性 能与工作可 靠性 ，对于关键 的摩擦 副零件还要有 良好 的耐磨性 能 ，而这些要求为配气机构设计和制造上增加了很 大的难度。 配气机构结构的型式与凸轮型线 的设计上都要 做好设计与研究工作。配气机构要使各气缸都保持 换气 良好的状态 ， 使充气系数尽可能的提高 ， 按照工 作 的需要 ， 可以科学 的开启与关闭进气门和排气 ｉ ＇ ｑ ｔ ， Ｊ 。 般四冲程的发动机会使用气 门一 凸轮式的配 气机构 ，由于凸轮式的配气机构有着更可靠的工作
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ， ７， ２ ０ １ ４
浅谈发动机配气机构优化 改进设计
蒋丽仙
（ 江苏省镇江市高等职业技术学校， 江苏
摘
镇江 ２ １ ２ ０ １ ６ ）
要： 配气机构是发动机重要的组成 ， 配气机构功能要按 照发 动机 各气缸 工作循环 与发 火次序要 求对进、 排 气 门进行
定时开启与 关闭。 发动机动 力和 经济的性能是不是 具有优越性和 可靠性 ， 将噪声和振动控制到较低 限度 内， 这都与配气
机 构的设计有着直接的关 系。配气机构要具备 良好换气性 能和 良好运动 学、 动力 学的性能 ， 保持 平稳工作和低振动 ， 小
噪 声。本文通过对配气机构的研 究与优化 改进设计 ， 将理论与 实际应 用结合 ， 为发动机 配保证燃烧室持久的密 封， 随着我 国汽车和发动机技术进步与发展 ， 配气机 构也要相应 的提高 ，而配气机构的新技术也得到 了 很大 的发 展空 间［ ２ １ 。
航空发动机设计中的气动优化算法研究
航空发动机设计中的气动优化算法研究航空发动机是飞机能够提供推力的关键组件，对于飞机性能和效率具有重大影响。
而发动机的气动优化是提升其性能和效率的关键环节。
为了实现航空发动机的气动优化，研究人员利用算法来优化发动机设计。
本文将探讨在航空发动机设计中应用的气动优化算法的研究现状和关键技术。
首先，为了对航空发动机进行气动优化设计，研究人员需要建立发动机的气动模型。
这个模型可以利用计算流体力学（CFD）方法来模拟发动机内部流场的分布和特性。
CFD方法在气动优化算法中扮演着重要的角色，它可以通过数值计算和解析方法来求解流场方程，进而得到发动机的流场分布。
其中的数值计算方法主要包括有限体积法、有限差分法和有限元法等。
通过对流场的模拟和分析，研究人员可以找出发动机中存在的流动问题，为后续的气动优化提供依据。
基于建立好的气动模型，接下来研究人员需要采用合适的气动优化算法来改进发动机的设计。
实际上，有许多著名的气动优化算法可供选择，其中最常用的包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法和蚁群算法等。
这些算法都是受到自然界中某种生物或行为的启发而发展起来的。
例如，遗传算法模仿了自然界中生物的遗传进化过程，通过适应度函数、基因编码和遗传操作等步骤来搜索最优解。
粒子群算法则受到鸟群或鱼群等群体行为的启发，通过模拟粒子在解空间中的搜索行为来寻找最优解。
模拟退火算法则模拟了固体从高能态到低能态过程中的退火过程，通过控制温度的变化来搜索最优解。
蚁群算法则模拟了蚂蚁在寻找食物时的行为，通过蚂蚁之间的信息交流和信息素的释放来搜索最优解。
除了上述传统的气动优化算法，还有一些新兴的优化算法正在被应用在航空发动机设计中。
例如，人工神经网络（ANN）和深度学习算法等，这些算法可以通过大量的训练数据来学习和优化发动机的气动性能。
人工神经网络是一种通过模仿人脑中神经元之间相互连接的方法进行建模的算法。
通过训练数据和多层前馈网络，人工神经网络可以预测和优化发动机的性能。
气动发动机主要结构参数的优化研究报告
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本科毕业论文题目：气动发动机主要结构参数的优化研究学院：工学院专业：交通运输年级：交运081姓名：黄建华学号：20081056指导教师：陈平录职称：讲师二零一二年五月目录第一章绪论 (5)1.1课题研究的背景 (5)1.2气动发动机 (5)1.3气动发动机主要结构参数 ........................................ 错误!未定义书签。
1.4气动发动机国外研究现状 (6)1.5气动发动机国内研究现状 (7)1.6本课题研究意义 (8)第二章气动发动机工作过程理论模型建立 (10)2.1 控制体积内气体状态模型 (10)2.2 进排气过程模型 (12)第三章主要结构参数对气动发动机性能的影响 (14)3.1评价指标与仿真参数 (14)3.2仿真分析 (14)3.2.1低速时的仿真分析 (14)3.2.2 高速时的仿真分析16第四章总结与展望 (19)4.1 论文总结 (19)4.2 今后工作展望 (19)参考文献 (20)致谢 (21)摘要针对气动发动机这一具有不需要消耗石油、运转过程无污染的新型发动机，本文采用变质量系统热力学方法，建立了反映气动发动机工作过程的理论模型。
通过改变单一变量的方法研究气动发动机主要结构参数对其动力性和经济性的影响。
为气动发动机的优化设计提供理论依据。
研究结果表明：在气动发动机低速时，膨胀比对发动机动力性影响不大，缸径、冲程对其动力性与经济性影响小X围增大，连杆长度增大对发动机功率影响不大，气耗率随连杆长度增大而减小。
高速时，膨胀比增大，其功率上升，气耗率下降；缸径、冲程增大，其功率下降，气耗率上升；连杆长度的变化对功率影响不大，气耗率随连杆长度增大而降低。
关键词：气动发动机；结构参数；变质量系统；单一变量；AbstractAccording to thepneumatic engine that has no need to consume petroleum,operation process has no pollution new engine. This paper adopts the variable mass thermodynamics method, establishes the pneumatic engine working process theory model .By changing the single variable method in the study of penumatic engine main struture parameters on its dynamic and economy effect. Provide theoretical basis for pneumatic engine optional design.The results show that the pneumatic engine at low speed, expansion ratioon the engine power is not affected,bore, stroke on the power and economy effect is increasedof small range, the length of the connecting rod of engine power increased to little effect, the gas consumption rate decreases with the length of connecting rod increase. At high speed, expansion ratio increases, its power increased, the gas consumption rate decreases; when its bore, stroke increases, the power loss, the gas consumption rise; the connecting rod length changes on power has little effect, the gas consumption rate decreases with the length of connecting rod increase.Key words:pneumatic engine, struture parameter, variable mass system,single variable.第一章绪论1.1课题研究的背景随着我国汽车产业的不断提高和国民生活水平的不断改善，汽车已成为家庭生活的必需。
气动系统的空气动力学优化设计方法研究
气动系统的空气动力学优化设计方法研究导言气动系统的设计是现代工程领域一个重要的研究方向，涉及到空气动力学、流体力学等多个学科知识。
在航空航天、汽车等领域，气动性能的优化设计对于提高效率、降低能耗具有重要意义。
本文将探讨气动系统的空气动力学优化设计方法，以帮助工程师在设计过程中更好地实现系统的性能提升。
一、气动力学基础在深入研究气动系统的优化设计方法之前，我们首先需要了解一些基本的气动力学知识。
气动力学是研究气体在流动中所受力的科学，主要研究气体在固体表面附近的流动行为。
在气动系统中，流体力学的概念与理论被广泛用于分析、计算和预测空气动力学特性。
二、气动系统的优化设计目标气动系统的优化设计目标通常包括以下几个方面：1. 提高气动效率：通过减小阻力、提高升力和推力来优化系统的气动性能。
这可以通过改变外形设计、优化流道结构和控制气动表面来实现。
2. 降低气动噪声：气动系统在运行时会产生噪声，降低噪声水平对于提高乘客舒适度和环境质量非常重要。
通过减小气流分离、优化流场分布和增加降噪装置等手段，可以有效降低气动噪声。
3. 提高燃烧效率：在内燃机领域，气动系统可以影响燃烧过程的效率和稳定性。
通过优化进气空气流动和排气系统等手段，可以提高燃烧效率，降低燃料消耗和排放。
三、气动系统的优化设计方法1. 数值模拟方法：数值模拟方法是气动系统优化设计中常用的一种手段。
通过建立适当的数学模型和使用流体力学数值计算方法，可以预测气动性能，并优化系统设计。
数值模拟方法在计算机技术的发展下得到广泛应用，可以高效地计算复杂的气动流场、流动特性和力学响应。
2. 实验测试方法：实验测试是气动系统优化设计中另一种重要的手段。
通过搭建实验平台、设计合适的测试方案和使用适当的测试设备，可以获得系统的真实气动性能数据。
实验测试方法可以验证和修正数值模拟结果，并提供设计改进的直接参考。
3. 参数化建模和优化算法：参数化建模和优化算法是气动系统优化设计过程中的关键技术。
汽车发动机配气机构的设计与研究
汽车发动机配气机构的设计与研究摘要：汽车发动机的配气系统装置机构是气缸的主要部分，它能够按照汽缸的运行流程，通过定时开关入、排气的阀门，来完成向汽缸内吸入新鲜空气和排出尾气。
本研究主要针对目前在汽车上最普遍使用的汽油发动机进行配气装置的结构设置，同时还对配气系统结构中的凸轮结构进行了动态设计，以确保发动机得到足够的气体供应。
关键词：汽车发动机；配气机构；设计；研究汽车发电机配气系统装置机构是气缸的主要部分，它按照汽缸的常规工作方法，通过定时开闭进、排气阀门，使汽缸内吸收新鲜空气并排出发动机尾气。
该项工作将着重针对在微型汽车中使用的汽油引擎进行配气方式分析，并对配对凸轮机构进行动作分解，以确保发动机得到足够的气体供应。
1.绪论配气系统机构设计在发动机组成上起着关键性作用，发动机的空气经济性、动力性能否完善，工作环境能否安全可靠，以及噪声与震动是否受到了合理的限制等，这都和配气系统机构的设计有着密切联系。
为提高气缸的稳定性，人们对发动机配气结构开展了较多、较详细的研究，主要涉及凸轮型线、气门活动状态、气门震动模拟、挺柱和凸轮之间的接触位置等。
由于在国内开始的早期，国外已经掌握了较为完备的发动机技术，这其中就包括了从配起机构的基本原理和应用的技术方面，就己经发展的较为完备了。
在上个世纪90年代，在全球上各大工厂都还使用单个气缸的二个正时进、当排气门数时，一位日本工程师发明了多气门发动机，而所谓多气门发动机就是发动机气缸进、排气门数超过两个气门。
当时，它主要是由日本制造商开发的。
它基本上是一个四阀多阀的设计。
20世纪90年代末，本田率先开发了VTEC发动机，该发动机可以自由调整正时长度和正时，以克服常见多气门发动机在中低转速时排放效率低的问题。
但是由于结构的影响，气动阀在自动控制的操作过程中并不方便，所以早期的VTEC只有两冲程控制，现在更多的时候只有三冲程控制，再加上新配备的VTEC发动机，在加速的时候，往往会有突然的推回感觉，这也降低了驾驶的舒适性。
新型涡轮发动机的气动性能与设计优化
新型涡轮发动机的气动性能与设计优化在现代航空航天领域，涡轮发动机一直是核心动力装置之一。
其性能的优劣直接关系到飞行器的飞行速度、航程、燃油效率以及可靠性等关键指标。
新型涡轮发动机的研发与改进，尤其是在气动性能和设计优化方面，一直是科研人员和工程师们不懈追求的目标。
一、新型涡轮发动机的气动性能新型涡轮发动机的气动性能主要包括进气道性能、压气机性能、燃烧室性能、涡轮性能以及喷管性能等多个方面。
进气道是发动机的“呼吸器官”，负责将外界空气引入发动机。
其设计的好坏直接影响到发动机的进气效率和进气质量。
一个优秀的进气道设计应能够在不同飞行速度和高度下，有效地减少气流的阻力和分离，保证稳定而均匀的进气。
压气机的作用是对进气进行压缩，提高空气的压力和温度。
新型涡轮发动机通常采用多级轴流式或离心式压气机，以实现更高的压缩比。
在压气机的设计中，叶片的形状、级数、转速以及流道的设计等都会对其性能产生重要影响。
燃烧室是燃料与压缩空气混合并燃烧的地方，其性能直接关系到发动机的功率输出和燃烧效率。
新型涡轮发动机的燃烧室设计需要考虑燃料的喷射方式、燃烧组织、火焰稳定以及燃烧温度控制等诸多因素，以实现高效、稳定且低污染的燃烧过程。
涡轮则是从高温高压燃气中提取能量，驱动压气机和其他附件工作。
涡轮叶片在高温、高压和高速旋转的恶劣环境下工作，其材料和冷却技术的发展对于提高涡轮性能至关重要。
同时，涡轮叶片的气动设计也需要精确计算，以最大程度地提取燃气中的能量。
喷管的作用是将燃烧后的燃气加速排出，产生推力。
新型涡轮发动机的喷管设计通常采用收敛扩张型喷管，以实现更高的排气速度和推力。
二、新型涡轮发动机设计优化的目标与方法设计优化的目标主要包括提高发动机的推力、燃油效率、可靠性和降低污染物排放等。
为了实现这些目标，需要综合运用多种设计优化方法。
数值模拟是当前新型涡轮发动机设计中广泛应用的方法之一。
通过建立发动机的数学模型，利用计算机对气流在发动机内部的流动、燃烧和传热等过程进行模拟计算，可以快速评估不同设计方案的性能，并为优化提供依据。
气动发动机旋转阀式配气机构设计
摘要配气机构是发动机的重要机构之一，其设计好坏对发动机的性能、可靠性和寿命有着很大的影响。
现阶段我们普遍使用的是往复式顶杆气门进排气装置，其不足之处在于：1）噪音比较大；2）内燃机是自然吸气的，传统顶杆气门装置由凸轮驱动，一旦凸轮形线确定，气门最大开度和相位配合角度也随之确定。
而气动发动机进气要求压力和流量可调节，即要求进气相位可调。
所以传统顶杆气门进排气装置不能满足气动发动机的要求。
为了改善和克服传统气动发动机所采用的往复开闭气门振动大及进气角度问题，本实用新型往复式发动机的旋转阀配气机构提出了一种结构简单的旋转气门配气机构。
本实用新型配气机构采用了旋转阀，旋转阀体是一个管状回转体，安装在气缸盖中。
曲轴通过正时带轮、正时皮带带动旋转阀转动。
旋转阀进、排气道沿阀体轴向排列，阀体外圆周面开有旋转阀进、排气口，旋转阀进、排气口分别将旋转阀进气道、排气道与燃烧室连通，旋转阀进气道和旋转阀排气道分别与进气管、排气管连结。
由于采用了旋转气门，免除了配气机构的往复运动，有效减小了气门开闭的震动，使整个发动机的震动大大减小。
由于进、排气通道设计在一个旋转体中，传动件很少。
本实用新型特别适用于小型单或多缸发动机。
关键词：配气机构；顶杆气门；旋转阀AbstractThe valve train is one of the important institutions of the engine,it has a great impact in its design or bad engine performance, reliability and lifetime. At this stage, we generally use a reciprocating ejector valve intake and exhaust device, Deficiencies that it is nosie, The internal combustion engine is naturally aspirated, traditional ejector valve device is driven by the cam and cam-shaped lines to determine the maximum opening of the valve and phase matching angle also will be determined. The pneumatic engine intake requirements of pressure and flow can be adjusted that require adjustable intake phase. Therefore, the intake and exhaust device of the conventional ejector valve can not meet the requirements of the pneumatic engine.In order to improve and overcome traditional reciprocating engine used pneumatic opening and closing valve vibration and intake point, this utility model reciprocating rotary valve engine valve train has a simple structure rotating valve valve train. The gas distribution mechanism uses a rotary valve, the rotary valve element is a tubular turning body, and installed in the cylinder head. Crankshaft timing pulleys, timing belt driven rotary valve rotation. Rotary valve inlet and exhaust ports are arranged along the body axis and the outer circumference of the body surface open rotary valve into the exhaust port rotary valve intake and exhaust ports, respectively, the rotary valve inlet and exhaust ports and combustion chambers connectivity rotary valve inlet and exhaust ports of the rotary valve and the intake manifold, exhaust pipe link. Eliminates the use of a rotary valve, the reciprocating motion of the gas distribution mechanism, is effective in reducing the vibration of the valve opening and closing, and greatly reduced so that the vibration of the entire engine. As the intake and exhaust channel design in a rotating body, the drive member is very little. The utility model particularly suitable for small single-or multi-cylinder engine.Keywords:gas distribution agencies; ejector valve; rotary valve目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 配气机构的研究历程 (1)1.2 配气机构的发展 (1)1.3 配气机转轴阀机与气门机的结构及性能比较 (2)第二章配气机构的功用及组成 (3)2.1 新型配气机构的机构原理 (3)2.2 新型配气机构的功用 (3)2.3 新型配气机构的组成 (3)2.4 新型配气机构的工作原理 (4)第三章配气机构的设计 (6)3.1 新型配气机构的设计要求 (6)3.2 配气机构设计的主要任务 (6)3.3 配气机构气缸盖的设计 (6)3.3.1 气缸盖的作用 (6)3.3.2 气缸盖的设计原则 (6)3.3.3 气缸盖的结构 (7)3.3.4 气缸盖的材料 (7)3.3.5 气缸盖壁厚设计 (7)3.4 齿轮传动的计算 (8)3.4.1 选择材料、热处理方法及精度等级 (8)3.5 链轮的设计与校核 (11)3.5.1 选择材料、热处理方法及精度等级 (11)3.6 旋转轴的设计与校核 (13)3.6.1 旋转轴的结构设计 (13)3.6.2 旋转轴的校核 (14)3.7 轴承的选择与校核 (21)3.8 其他结构的设计 (22)3.8.1 法兰盘的设计 (22)3.8.2 沟槽的设计 (22)3.8.3 齿轮盒的设计 (23)3.8.4 缸头侧盖的设计 (23)第四章配气机构的配气相位 (25)4.1 进气口和排气口的设计 (25)4.2 进、排气配气相位 (26)4.2.1 进气门的配气相位 (26)4.2.2排气门的配气相位 (27)4.2.3进排气阀配气配合相位 (27)第五章配合公差的选择 (30)5.1 齿轮内孔和轴的配合 (30)5.1.1 键的选择 (30)5.1.2 齿轮与轴的配合 (31)5.2 轴和轴承的配合 (31)5.3 轴和缸盖的配合 (31)第六章三维立体图 (33)结束语 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第一章绪论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。
气动发动机旋转阀式配气机构设计-答辩PPT
旋转阀式配气机的组成
2、进、排气轴 进、排气轴是配气机构的核心部分，它们主要控制汽缸的进排气 过程。材料45钢。如下图： 进气轴 排气轴
旋转阀式配气机的组成
3、齿轮 配气机构有两个齿轮，分别装在进、排气旋转轴上，外啮合， 负责传递动力。材料：45钢。如下图：
旋转阀式配气机的组成
4、其他组成部分 链轮：装在排气轴上，负责引进传输动力。其上有微调螺纹孔， 材料：45钢。如下图：
公差的选择
因为汽缸配合要求比较严格 ，各项精度要求高，所以公 差的选择比较严谨。 1、齿轮与轴的配合 0.018 采用基孔制过渡配合， 15 H 7( 0 ) h6( 0 0.011 ) 2、轴和缸盖的配合 采用基孔制过渡配合，
0.011 H 6( 0 ) 25 0.002 k 5( 0.007 )
配气机构工作原理图
总体的设计思路
汽缸盖外形的设计； 旋转轴外形尺寸的设计以及校核； 齿轮的设计及校核； 链轮的设计及校核； 后侧盖的结构设计； 齿轮盒的结构设计。
旋转阀式配气机的组成
1、缸盖 位于汽缸上的一部分，里面有配气机构的各部分组件，是配气 机构的架体。材料：球墨铸铁。如下图：
论文题目:旋转阀式配气机构的设计
指导教师：
班级： 学生： 学号：
LOGO
系统的背景及意义
背景：在能源相当紧缺的现代社会，人类对能源的需求 越来越大，而不可再生能源却越来越少，研发一种不用 燃烧燃油的发动机迫在眉睫。由此，一种新型的气动发 动机诞生了，它采用的新型的配气方式-旋转阀式，让气 动发动机得到了更好的发展。 意义： 气动发动机作为一种绿色动力,不仅可以实现真正 意义的零排放,还能对城市空气起到净化作用。与其他 “零排放”动力,如:电池、燃料电池发动机相比,对城市 大气环境的保护作用更为显著。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２
重庆理工大学学报
ｖａｌｖｅ，ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｅｎａｂｌｅｔｈｅａｉｒｐｏｗｅｒｅｄｅｎｇｉｎｅｗｉｔｈａｆｏｕｒｓｔｒｏｋｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｂａｌａｎｃｅ
ｔｈｅｅｎｇｉｎｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅｗｏｒｋｄｕｒｉｎｇｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｓ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｖａｌｖｅ
ｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｕｓｉｎｇＡＶＬＥｘｃｉｔｅＴｉｍｉｎｇＤｒｉｖｅ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｏｆｓｅａｌｉｎｇ，ａｉｒ
ห้องสมุดไป่ตู้
ｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｄｒｉｖｉｎｇｆｏｒｃｅ，ａｃｏｎｅｓｅａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈｇａｉｎｓｂｅｎｅｆｉｔｓｆｒｏｍ ａｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ
Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＯｐｅｎＭａｔｅｒｉａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１３３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ａｓｅｌｅｃｔｅｄｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅ ｉｓｍｏｄｉｆｉｅｄｉｎｔｏａ１２０ｋＷ ｐｉｓｔｏｎｔｙｐｅｌａｒｇｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｉｒｐｏｗｅｒｅｄｅｎｇｉｎｅ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ａｎｅｗ ｔｙｐｅｏｆｔｒｉｖａｌｖｅｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆａｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｉｒｖａｌｖｅ，ａｎｅｘｃｈａｎｇｅｖａｌｖｅａｎｄａｎｅｘｈａｕｓｔ
本文引用格式：杨靖，陶文祝，何联格，等．气动发动机配气机构设计及优化研究［Ｊ］．重庆理工大学学报（自然科学），２０１９，３３（７）：１－１１． Ｃｉｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｔ：ＹＡＮＧＪｉｎｇ，ＴＡＯＷｅｎｚｈｕ，ＨＥＬｉａｎｇｅ，ｅｔａｌ．ＴｈｅＶａｌｖｅｔｒａｉｎＤｅｓｉｇｎａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆａｎＡｉｒｐｏｗｅｒｅｄＥｎｇｉｎｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ
ｔｈｒｅｅｌａｙｅｒｒｏｔａｔｉｏｎａｎｄｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ，ｉｓａｄｏｐｔｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓａｒｅｕｓｅｄｔｏ
ｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｖａｌｖｅｓ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｉｄｅｎｔｉｆｉｅｓｔｈｅｐｒｏｐｅｒｖａｌｖｅｔｉｍｉｎｇｓ．Ｔｈｅ
ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ），２０１９，３３（７）：１－１１．
气动发动机配气机构设计及优化研究
杨 靖１ａ，１ｂ，陶文祝１ａ，１ｂ，何联格１ａ，１ｂ，薛清华２，罗贤芳１ａ，１ｂ，杨 东１ａ，１ｂ
（１．重庆理工大学 ａ．车辆工程学院；ｂ．汽车零部件先进制造技术教育部 重点实验室，重庆 ４０００５４；２．重庆开物工业有限公司，重庆 ４０１３３１）
摘 要：基于节能减排的需求，将某柴油机开发为 １２０ｋＷ 活塞式大排量气动发动机。提出 了一种全新的运用高压气阀、换气阀及排气阀三气阀配气型式的结构，以配合四冲程气动发动 机工作过程。为了平衡零件温度并尽量减少压缩负功，配气机构的设计成为气动发动机研发的 核心。换气及排气采用了凸轮驱动形式，运用 ＡＶＬＥｘｃｉｔｅＴｉｍｉｎｇＤｒｉｖｅ建立了配气机构分析模 型，并进行了凸轮型线设计。高压气阀考虑到密封、气量调节及驱动力等因素后，采用了同心三 层旋转与摆动相结合、利用锥面密封的气阀结构方案。对三气阀的合理匹配进行了多目标优 化，找出了合适的配气相位。仿真及台架试验结果表明：利用传统柴油机设计改造，可快速成功 地改型为气动发动机，所设计的三气阀配气机构可靠性高。三气阀气动发动机功率完全达到设 计要求，最高能量转换效率达到 ５５％，从而验证了本研究方案的可行性和有效性。 关 键 词：气动发动机；凸轮设计；配气相位；气耗率；转换效率 中图分类号：Ｕ４６４．１３４＋．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－８４２５（２０１９）０７－０００１－１１
第 ３３卷 第 ７期
重 庆 理 工 大 学 学 报（自然科学）
２０１９年 ７月
Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．７
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）
Ｊｕｌ．２０１９
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０１９．０７．００１
ｔｒａｉｎｂｅｃｏｍｅｓｔｈｅｍｏｓｔｅｓｓｅｎｔｉａｌｐａｒｔｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｉｒｐｏｗｅｒｅｄｅｎｇｉｎｅ．Ｔｈｅｅｘｃｈａｎｇｅ
ｖａｌｖｅａｎｄｅｘｈａｕｓｔｖａｌｖｅａｒｅｄｒｉｖｅｎｂｙｃａｍｓ，ｗｉｔｈｔｈｅｃａｍ ｐｒｏｆｉｌｅｓｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄｖｉａｖａｌｖｅｔｒａｉｎ
收稿日期：２０１９－０３－２２
基金项目：重庆市科学 技 术 委 员 会 基 础 与 前 沿 研 究 一 般 项 目 （ｃｓｔｃ２０１７ｊｃｙｊＡＸ０１２０）；重 庆 市 研 究 生 科 研 创 新 项 目 （ＣＹＳ１８３０３）
作者简介：杨靖，女，教授，博士生导师，主要从事发动机性能开发及整机匹配搭载研究，Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｊｉｎｇ１０＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ． ｃｏｍ；通讯作者 陶文祝，男，硕士研究生，主要从事发动机配气机构分析及优化研究，Ｅｍａｉｌ：１０５９２１４１９２＠ ｑｑ．ｃｏｍ。
ＴｈｅＶａｌｖｅｔｒａｉｎＤｅｓｉｇｎａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆａｎＡｉｒｐｏｗｅｒｅｄＥｎｇｉｎｅ
ＹＡＮＧＪｉｎｇ１ａ，１ｂ，ＴＡＯＷｅｎｚｈｕ１ａ，１ｂ，ＨＥＬｉａｎｇｅ１ａ，１ｂ，ＸＵＥＱｉｎｇｈｕａ２， ＬＵＯＸｉａｎｆａｎｇ１ａ，１ｂ，ＹＡＮＧＤｏｎｇ１ａ，１ｂ
（１．ａ．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｂ．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＰａｒｔｓＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５４，