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随着现代工业水平的提高,汽车制造业高速发展,以“节能、高效、环保”为目标的可变配气技术成为汽车新技术的主要研究热点之一。目前可变配气技术按有无凸轮可分为无凸轮和基于凸轮设计的可变配气技术,其中无凸轮配气技术按驱动原理可为电气驱动、电液驱动和电磁驱动。基于凸轮设计的可变配气技术具有机构简单,传动可靠等优点。本文针对目前基于凸轮机械式可变配气技术只能实现“阶段式、跳跃式”配气问题,提出基于锥形凸轮设计的连续可变配气方案。本文分析了负荷特性和混合气过量空气系数相互关系,理想混合气特性,发动机外特性曲线,结果表明:在中小负荷工况时,转速上升,混合气浓度增大;大负荷工况下时,转速上升,混合气浓度变稀,过量空气系数增大;分析了配气相位角及气门升程变化对汽缸内进排气量的影响规律:配气相位角改变时,不同时刻汽缸内压力发生变化;气门升程发生变化时,进气迟闭角对进气终了压力影响较大。设计一种基于锥形凸轮(沿凸轮轴方向凸轮的轮廓发生渐变,呈锥状)的连续可变配气凸轮机构,运用Solidworks软件对整体机构进行设计建模。分析锥形凸轮沿轴向相对运动时驱动机构状态与参数,建立运动模型,通过对运动模型的分析,确定驱动机构关键部件结构参数。运用3D激光扫描仪,获得GY6-60发动机配气凸轮基本参数:基圆半径R=10.5mm,缓冲段净升程h0=0.1mm,工作段净升程h=4.5mm;以气门升程为目标参数,通过确定锥形凸轮端面型线方程建立沿着凸轮轴轴向渐变的锥形凸轮型面及其连接过渡曲线,凸轮轮廓曲面及其连接曲面连接光滑,实现配气相位及气门升程的连续可变,实现锥形凸轮缓冲段包角ɑ0=20°25°,工作段半包角ɑB=55°60°,工作段净升程h=2.731mm4.731mm变化。针对连续可变配气凸轮机构,建立了其动力学模型,运用动态静力学方法建立解析形式的刚体动力学基本方程,分析各个关键部件受力特点;利用ADAMS软件完成对连续可变配气凸轮机构的仿真分析,验证理论研究的可行性。升程曲线显示:实现了升程从14.50mm到15.97mm范围内的变化,且大端面和小端面升程相对误差分别为1.41%和0.7%,均小于2.5%,满足要求;速度曲线表明:当转速增大时,同一位置速度峰值逐渐增大;当转速为1000d/s时,最大速度为200mm/s,速度峰值出现2次,当转速为9000d/s时,最大速度为1750mm/s,速度峰值出现20次,峰值频次增多,峰值时间间隔减小;加速度曲线表明:转速增大,加速度峰值增大,滚动体在锥形凸轮工作面上会产生一定程度的振动。