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配气机构作为内燃机的重要机构之一，其作用是通过控制气门按照一定规律的开启和关闭，保证气缸内换气良好，充气效率高，换气损失小，使发动机有良好的动力性和经济性，同时要求配气机构本身工作平稳可靠，噪声低。随着发动机向小型化、低排放和低油耗的方向发展，对现代车辆发动机配气机构的研究就显得意义十分重大。论文首先以合作企业现产的国IV增压中冷柴油机配气机构为基础，利用AVL EXCITE TD软件建立了相应的配气机构运动学和动力学模型，并对初始方案的凸轮型线进行了相应的动态特性分析。利用高次多项动力式方程优化原始型线，最后通过AVL BOOST软件对优化方案和原始方案的外特性进行对比分析。动态仿真分析结果表明：（1）原始方案单阀系运动学结果表明：凸轮与摇臂滚轮的接触应力较小，不存在阀系共振情况，但是丰满系数偏低，并且发现在高速段排气门落座速度大于0.5m/s，气门座磨损较大。另外进气凸轮的最小负曲率半径绝对值小于推荐值80mm，给供应商凸轮加工带来难度。因此需要通过对进排气凸轮型线缓冲段和工作段进行局部优化工作。（2）分别利用2种优化方案对原始型线进行优化，优化结果表明：在保证型线具有较好的动力学表现之外，单阀系进排气凸轮的丰满系数提高到0.5以上，并且其他运动学表现良好，单阀系的气门落座速度小于0.5m/s，但多阀系的运算结果发现在高速段排气门的落座速度接近0.8m/s。通过调整气门间隙，发现在进气门间隙为0.25mm，排气门间隙为0.4mm时，气门落座速度小于允许值。（3）通过一维热力模拟分析结果表明，2优化方案的外特性曲线功率、扭矩和油耗等在低速段（800rpm1800rpm）要好于原始方案，但是在高速段（≥额定转速3200rpm）时三者相差很小。（4）确定选用方案二进行试制，初步试验结果表明：额定转速（3200rpm）下对应的有效输出功率接近110kW的设计指标，扭矩达到360N·m，外特性最低燃油耗为206g.（kW.h）-1，过量空气系数λ保持在1.21.8之间，而且在高速工况保持在1.8附近。本文工作为校企合作开发的新型国V柴油机配气机构的正向设计开发奠定了技术基础，并且该款柴油机将是企业今后几年系列车型的主打柴油动力。