配气机构作为发动机的重要组成部分,其设计合理与否直接关系到发动机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。随着发动机高功率、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。模拟计算凸轮型线使之与发动机性能相匹配是研究优化配气机构的一种重要手段。本文在充分研究了与本研究课题相关的国内外文献基础上,系统地总结了发动机配气机构的发展现状,对配气凸轮评价指标以及配气机构运动学、动力学分析做了较详细的研究。通过应用AVL TYCON软件,建立了本项目汽油机配气机构运动学及动力学模型,并进行了计算分析,找出了原配气机构存在的问题,并结合厂家对发动机性能匹配的要求,改进设计了配气凸轮型线。通过GT-POWER对发动机进行性能仿真计算,换改进设计的凸轮型线后,发动机标定功率、最大转矩均比原机有所提高,达到了厂家的预期目标要求,目前正在新凸轮型线的加工过程中,之后我们将通过样机台架试验证实本研究结论的正确性。本文主要研究工作包括:(1)应用AVL TYCON软件建立了相应的配气机构运动学和动力学模型,计算分析表明原机进、排气门开启和关闭不够迅速,进、排气门升程丰满系数和时间断面值低,不利于发动机获得较高的充气效率;进、排气气门的最大跃度值超过了正常的范围,使整个配气机构的振动加剧;进、排气凸轮与挺柱的接触应力较大,使得凸轮与挺柱的磨损大;进、排气凸轮与挺柱间的润滑系数偏小,因此进、排气凸轮与挺柱的液体动力学润滑条件不理想。本文针对这些问题提出了配气凸轮型线改进设计的措施和途径。(2)对配气凸轮型线设计的主要影响因素的探讨,并提出了优化设计方案。重新设计了进、排气凸轮型线。采用新设计的凸轮型线后,配气机构运动学、动力学特性得到改善,解决了原机配气机构存在的问题。(3)应用GT-POWER软件对发动机进行性能仿真模拟计算,结果显示改进后发动机的标定功率、最大转矩等性能均比原机有所提高,达到了厂家的预期目标要求。