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配气机构是发动机的两大机构之一，其设计的好坏直接影响发动机的动力性、经济性和寿命，而配气凸轮是配气机构的核心组成部分，它的设计尤其重要。针对一款150mL排量的摩托车发动机动力性能偏低的问题，本文从配气机构运动学和动力学分析的角度出发，对该款发动机的进气凸轮进行了研究，详细论述了该款发动机进气凸轮型线的设计、CFD仿真计算、发动机BOOST模型性能预测以及台架试验验证的情况。本文介绍了配气机构设计的评价标准，阐述了配气凸轮缓冲段和工作段的设计要点，利用AVL-TYCON建立了一款150mL排量摩托车发动机的配气机构仿真模型，完成原配气机构的运动学和动力学评价，分析了原机配气机构的特性，发现原机设计偏重于稳定可靠性，但进气性能较差，丰满系数较低，只有0.49。以提高丰满系数为目标重新优化设计了凸轮型线，优化凸轮型线后，丰满系数提高到0.55，同时保证各项运动学和动力学指标在规定范围内。通过对发动机进气和压缩行程的三维实体造型，利用CFD仿真软件AVLFIRE完成了两种凸轮方案下的进气、压缩计算，探讨了凸轮型线对缸内流场的影响，分析了优化凸轮前后的滚流比、湍动能和进气量的变化。结果显示，优化凸轮型线后，缸内流场变化趋势没有改变，在全负荷，8000rpm工况下，滚流比和缸内平均湍动能有明显增大，最大增幅分别达到16%和13.4%，同时缸内循环进气量也增加了1.5%。利用一维性能仿真软件AVL BOOST分析了新凸轮方案下的发动机动力性能的变化，结果显示新方案对功率和扭矩均有明显改善。试制了新设计的凸轮轴样件，进行了发动机台架试验，试验数据显示：与BOOST计算结果相似，改进凸轮型线后，发动机的动力性曲线在整个转速范围内均有明显提升，最大功率和扭矩分别增加3.8%和4.4%，并且在低转速范围内改善更加明显，在4000rpm时增幅最大，功率和扭矩分别提升5.8%和5.7%。试验结果表明优化设计的配气凸轮能够有效改善发动机的动力性能。