曹睿鑫，许俊峰，王步云，侯 健，张艳岗

(中北大学能源动力工程学院，山西 太原 030051)

摘要：针对某发动机配气机构损坏严重、声音异常等多种问题，提出了一种优先级顺序优化的策略。首先采用AVL-EXCITE Timing Drive搭建出配气机构的单阀模型，然后在此基础上对原进气凸轮型线进行了相关的计算与分析，并在原有进气凸轮型线的基础上进行基于优先级顺序的优化设计，得到了新的凸轮型线。优化后的凸轮加速度没有太大波动，凸轮跃度降低了40.5%，凸轮和从动件之间的最大接触应力降低了39.8%，并提高了配气机构的可靠性。

关键词：配气机构；运动学；动力学；凸轮型线；优化

中图分类号：TK413.4 文献标识码：A 文章编号：2095-509X(2020)02-0083-05

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伴随着我国汽车保有量的增加，由此导致的一系列环境、能源、交通等矛盾冲突日益突出，这要求汽车发动机向着高速、高强度、低排放的方向发展。因此，提高发动机配气机构的可靠性迫在眉睫。配气机构是发动机的重要组成部件，关系到发动机的动力性和可靠性。配气机构一般由配气凸轮驱动，而凸轮型线的好坏直接决定了配气机构和发动机的性能指标。在对凸轮进行分析时出现的问题往往不止一个，而不同问题对配气机构的影响大小不一，因此本文提出一种基于优先级顺序的优化策略，利用AVL-EXCITE Timing Drive对凸轮型线进行分析与优化。

1 配气机构建模及分析
1.1 配气机构模型建立
在AVL-EXCITE Timing Drive软件中，运动学、动力学分析是基于多质量动力学模型的理论，并以一定的集中质量进行简化。根据原配气机构布置，用AVL-EXCITE Timing Drive分别建立运动学与动力学分析模型，如图1和图2所示，建立模型后需定义零件质量、刚度、阻尼等参数。

1.2 原配气机构分析

1.2.1 原配气机构运动学分析
将原进气凸轮型线导入运动学模型中，并在模型中进行参数的仿真，得到进气阀的运动学参数，如表1和图3所示。

图1略

表1 原配气机构运动学主要参数

参数 数值

凸轮升程/mm 8.8

基圆半径/mm 18.0

工作段总包角/rad 119.0

缓冲段高度/mm 0.3

丰满系数 0.561 5

最大接触应力/MPa 584.5

最大加速度/（mm·rad-2） 83.31

最大气门跃度/（mm·rad-3） 1 407

最小弹簧裕度（标定转速超速20%） 0.537 3

图3中进气凸轮的升程曲线较为平滑，但是速度......

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基金项目：〖HTSS〗国家自然科学基金资助项目（51605447）；山西省应用基础研究计划项目（201601D021085）〖HTH〗

作者简介：〖HTSS〗曹睿鑫(1994—)，男，硕士研究生，主要研究方向为内燃机结构和性能，18435135383@.

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