配气机构是内燃机紧要的振动和噪声源之一，其效用是遵照内燃机缸内职业进程央浼合时进气和排气，负气缸内的充量实时转换。看待四冲程内燃机，渊博采用气阀式配气

配气机构是内燃机紧要的振动和噪声源之一，其效用是遵照内燃机缸内职业进程央浼合时进气和排气，负气缸内的充量实时转换。看待四冲程内燃机，渊博采用气阀式配气机构，正在布局上紧要囊括凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气阀和气阀弹簧等。一个职业周期内，配气机构的动力学性情能够划分为气阀升程、气阀降程和气阀落座3个阶段举办描画．气阀落座将发作高频、大幅值振动，是由于正在一个极短期间内，体例的动能都转化为一切布局的振动能量。本次推文通过仿真模子，寻求筑造一个配气机构布局振动的预测手段，从而为配气机构症结零部件的振动受力策动、怠倦寿命的降低等供应本事任事。

因为推杆式配气机构的布局型式及职业道理具有寻常性，因此将推杆式配气机构行为琢磨对象，琢磨由其发作布局振动的预测手段。图1为推杆式配气机构示意。看待推杆式配气机构，勉励力紧要囊括凸轮与挺柱的接触力、推杆与摇臂的接触力、摇臂与气阀的接触力、气阀弹簧与气缸盖的接触力以及气阀与气阀座的接触力。

将配气机构每个零件视作一个子体例，依照每个子体例的布局特性筑造相应的动力学模子，通过接触力筑造各子体例之间的彼此干系。图2为配气机构的勉励源性情预测模子。完全筑模手段及相应的简化和求解创立可参考原文。为了预测由配气机构惹起的布局振动性情，除配气机构的勉励力以外，还须要筑造内燃机布局的有限元模子，将其行为勉励施加的载体。为了减小策动范畴又不至于使策动模子过于粗略，采用一个波长内蕴涵6个单位的网格细化圭臬。从简化策动范畴思考，只思考机体、气缸盖、气阀罩和油底壳的振动反映。以一个4 缸内燃机组合布局为例，采用Ansys 软件筑造其布局振动模子，如图3所示。

图4a为试验装备示意，试验验证体例采用电动机倒拖带动机的手段筑造，即将组合布局和电动机装置正在一个完全机架上，组合布局通过4个减振器与机架相连，电动机与凸轮通过弹性联轴器相联，从而能够将组合布局行为一个独立的剖判对象。为了使振动信号大略，试验时仅装载一组配气单位，依旧策动要求与试验要求一律。试验装备现场如图4b所示。丈量对象囊括气阀加快率和组合布局外表振动。气阀加快率和组合布局外表振动信号采用压电式加快率传感器丈量。为了更有用地丈量由配气机构勉励力发作的布局外表振动信号，振动测点的安放要具有针对性，如遴选气缸盖底部亲切职业气阀附件地位行为测点，以捕获由气阀-气阀座进攻惹起的振动信号。

图5给出转速为700,r/min时气阀加快率预测值和实测值。正在一切气阀职业周期中，预测值与实测值的振动频率一律，只是幅值稍有差异。正在气阀开启和落座时，预测值模仿出由进攻发作的振动信号，表白筑造的配气机构动力学模子与其可靠的物理特质很亲切，囊括体例的质地、弹性变形和能量损耗。

配气机构各零件之间的动态接触力是惹起布局振动的直接出处。图6给出了转速为900,r/min时配气机构的各接触力级剖判。正在较低频率限制内，每个接触力都具有较高的能量散布。此中凸轮与挺柱的接触力级最高，其次是推杆与摇臂的接触力，然后是摇臂与气阀的接触力。正在核心频率为40Hz和50Hz的1/3倍频程内，气阀弹簧和气缸盖之间的接触力级最高。正在核心频率为500～800Hz的1/3 倍频程内，凸轮与挺柱、推杆与摇臂以及摇臂与气阀的接触力都具有较高的量级。团结图5可知，频带内的较高接触力级是由该转速下第63次谐频与配气机构固有振动频率亲切导致的。正在1600～4000Hz的1/3倍频程内，气阀与阀座的接触力级最高。

图7为缸盖底部亲切职业气阀地位振动测点示意。用图3所示布局振动模子预测了该测点的布局振动加快率反映，预测值与实测值如图8所示。预测值与实测值吻合。进攻振动紧要产生正在气阀开启和闭上进程中，更加是气阀闭上时。气阀闭上时纵然有凸轮缓冲段的操纵效力，但照旧会发作较大进攻力并通过气阀座效力于气缸盖。

图9为频域内机体外表的振动性情．正在125～4000Hz频率限制内，预测值与实测值具有一律的变革趋向，仅幅值稍有差异。正在较低的频率限制内，振动速率级较大。由闭于接触力级的剖判可知，较低频率限制内的振动紧要是由凸轮型线倍频程内，预测值和实测值均涌现了较高的速率级。．由图6可知，这是由该转速下第63次谐频与配气机构固有振动频率亲切导致的，而且紧要是通过凸轮与挺柱、推杆与摇臂以及摇臂与气阀的接触力效力于布局的。正在1000～4000Hz的频率限制内跟着频率升高，振动逐步变大，这是由气阀与阀座的接触力导致的。

使用不同加载各勉励力和同时加载各勉励力的手段或许对照各勉励力的奉献量。图10为由配气机构各接触力惹起的组合布局外表振动的奉献量剖判。协力代表总共接触力同时效力的结果。由气阀与阀座接触力惹起的振动最大，与协力效力结果亲切，其次是凸轮与挺柱接触力，推杆与摇臂和摇臂与气阀接触力的奉献不同处于第3 位和第4 位，气阀弹簧与气缸盖接触力的奉献最小。跟着凸轮转速的变革，各接触力的奉献量相对巨细稳定。

03、小结（1）正在低频限制内，由配气机构惹起的内燃机布局振动紧要与凸轮型线相闭，即与凸轮型线的函数形状相闭，而且紧要是通过凸轮与挺柱接触力效力于机体布局。（2）正在500～1000Hz频率限制内，布局外表振动是由配气机构共振导致的，而且紧要是通过凸轮与挺柱、推杆与摇臂以及摇臂与气阀的接触力效力于机体布局的。正在1000～4000Hz的频率限制内，布局外表的振动紧要是由气阀与阀座的接触力导致的。文献开头及推选阅读

[1]国杰,张文平.内燃机中由配气机构惹起的布局振动机理[J].内燃机学报,2017,35(04):376-383.

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