配氣機構(gòu)的案例
【汽車配氣機構(gòu)知識】
新鮮充量對于汽油機而言是汽油和空氣的混合氣，對于柴油機而言是純空氣。
布置形式
1)側(cè)置氣門式配氣機構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式的配氣機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、維配氣機構(gòu)修方便等優(yōu)點。但由于其氣門側(cè)置造成燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊，導(dǎo)致發(fā)動機動力性與高速性較差、經(jīng)濟(jì)性不高。這種配氣機構(gòu)已趨于淘汰。
2)頂置氣門式配氣機構(gòu)。頂置氣門式配氣機構(gòu)形式。
氣門安裝在氣缸蓋中，處于氣缸的頂部，采用半球形、楔形或盆形燃燒室，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，壓縮比高，改善了燃燒過程，減少了熱量損失，提高了熱效率
傳動過程
發(fā)動機工作時曲軸通過正時齒輪驅(qū)動凸輪軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)凸輪的凸起部分頂起挺柱時，挺柱推動推桿一起上行，作用于搖臂上的推動力驅(qū)使搖臂繞軸轉(zhuǎn)動，搖臂的另一端壓縮氣門彈簧使氣門下行，打開氣門。隨著凸輪軸的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)凸輪的凸起部分離開挺柱時，氣門便在氣門彈簧張力的作用下上行，關(guān)閉氣門。
氣門間隙
氣門間隙的大小一般由發(fā)動機制造廠家根據(jù)實驗確定。一般冷態(tài)下，進(jìn)氣門間隙為0.25~0.30mm,排氣門間隙為0.30~0.35mm。間隙過小，發(fā)動機在熱態(tài)下可能會發(fā)生漏氣現(xiàn)象，導(dǎo)致功率下降，甚至燒壞氣門;間隙過大，傳動零件之間以及氣門與氣門座之間將產(chǎn)生撞擊，造成整個配氣機構(gòu)運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，噪聲增大，且使氣門開起持續(xù)時間減少，進(jìn)氣和排氣不充分。采用液壓挺柱的發(fā)動機，靠液壓挺柱軸向自動調(diào)整功能改變挺柱長度，隨時補償氣門熱膨脹量，故不需要預(yù)留氣門間隙。
展開 四缸OHV發(fā)動機配氣機構(gòu)
模擬四缸OHV發(fā)動機配氣系統(tǒng)，可以進(jìn)行氣門升程、凸輪型線的靜態(tài)特性分析，彈簧顫振、閥門跳動、氣門挺柱的動力學(xué)分析等全方面的模擬。（圖示為凸輪型線、挺柱\氣門升程曲線圖、位移·速度·加速度的曲線圖）
[發(fā)動機的組成]
配氣機構(gòu)
配氣機構(gòu)的作用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和各缸工作循環(huán)的要求，及時地開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門，使可燃混合氣（汽油發(fā)動機）或新鮮空氣（柴油發(fā)動機）進(jìn)入氣缸，并將廢氣排入大氣。
一、類型及工作原理
四沖程發(fā)動機廣泛采用氣門凸輪式配氣機構(gòu)，它由氣門組和氣門傳動組兩部分組成。按其傳動方式不同，可分為正時齒輪傳動式和鏈條傳動式兩種；按凸輪軸的位置不同，可分為下置不同，可分為下置凸輪軸式、中置凸輪軸式和上置凸輪軸式。下置凸輪軸式配氣機構(gòu)，它的工作過程是：發(fā)動機工作時，曲軸通過一對互相嚙合的正時齒輪帶動凸輪軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)凸輪的凸尖上升到最高位置時氣門開度最大。當(dāng)凸輪的凸尖向下運動時，由于氣門彈簧的彈力作用，氣門及其傳動機件恢復(fù)原位，將氣道關(guān)閉。與下置凸輪軸式配氣機構(gòu)相比，中置和上置凸輪軸式配氣機構(gòu)因曲軸與凸輪軸距離較大，故多為正時鏈條或正時帶傳動。中置凸輪軸式省去了推桿；上置凸輪軸式省去了挺桿及推桿，
主要機件
1、氣門組
氣門組一般由氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門油封、氣門彈簧和氣門鎖片等組成。
⑴氣門氣門分為進(jìn)氣門和排氣門兩種，其作用是分別用來關(guān)閉進(jìn)、排氣道。氣門由頭部和桿部組成，頭部制成錐形，與氣門座的錐面配合。頭部錐角，一般為45°。同一臺發(fā)動機的進(jìn)氣門頭部直徑大于排氣門頭部直徑，以提高發(fā)動機的充氣量。氣門桿部為圓柱形，與氣門導(dǎo)管內(nèi)孔配合，桿的端部制有環(huán)槽，用來安裝氣門彈簧座鎖片。⑵氣門座氣門座用來保證氣門密封，并將氣門頭部的熱量傳給氣缸蓋。氣門座一般用特種合金制成環(huán)狀，緊密地鑲在氣缸蓋上。
⑶氣門導(dǎo)管氣門導(dǎo)管用來引導(dǎo)氣門作往復(fù)直線運動，保證氣門與氣門座閉合位置正確。為防止氣缸蓋上潤滑油從氣門與氣門導(dǎo)管之間的間隙進(jìn)入燃燒室，氣門導(dǎo)管上端裝有氣門油封。
展開 『分享』多 氣 門 發(fā) 動 機
多 氣 門 發(fā) 動 機
1886年1月29日，德國人卡爾·本茨將自己研制的四沖單缸燃油發(fā)動機裝上了一輛三輪的車子并獲得專利權(quán)，世界從這一天開始才真正有了汽車。可以說，是發(fā)動機創(chuàng)造了汽車。發(fā)動機的基本構(gòu)造（如圖）是由氣缸1、活塞2、連桿3、曲軸4等主要機件組成，每一個氣缸至少有兩個氣門，一個進(jìn)氣門（藍(lán)色）和一個排氣門（橙色）。
氣門裝置是發(fā)動機配氣機構(gòu)的一個組成部分，在發(fā)動機工作起非常重要的作用。燃油發(fā)動機的工作運轉(zhuǎn)由進(jìn)氣，壓縮，作功和排氣四個工作過程組成。要使發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)就必須使這四個工作過程周而復(fù)始，順序定時地循環(huán)工作。
其中的兩個工作過程，進(jìn)氣和排氣過程，需要依K發(fā)動機的配氣機構(gòu)準(zhǔn)確地按照各氣缸的工作順序輸送可燃混合氣(汽油發(fā)動機)或新鮮空氣(柴油發(fā)動機)，以及排出燃燒后的廢氣。另外的兩個工作過程，壓縮和作功過程，則必須隔絕氣缸燃燒室與外界進(jìn)排氣通道，不讓氣體外泄以保證發(fā)動機正常地工作。負(fù)責(zé)上述工作的機件就是配氣機構(gòu)中的氣門。它好比人的呼吸器官，吸進(jìn)呼出，缺它不可。隨著技術(shù)的發(fā)展，汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速已經(jīng)越來越高，現(xiàn)代轎車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速一般可達(dá)每分鐘5500轉(zhuǎn)以上，完成四個工作過程只需0.005秒時間，傳統(tǒng)的兩氣門已經(jīng)不能勝任在這么短促的時間內(nèi)完成換氣工作，限制了發(fā)動機性能的提高。解決這個問題的方法只能是擴(kuò)大氣體出入的空間。換句話就是用空間換取時間。多氣門技術(shù)是解決問題的最好方法，直至80年代推廣多氣門技術(shù)才使發(fā)動機的整體質(zhì)量有了一次質(zhì)的飛躍。
多氣門發(fā)動機是指每一個氣缸的氣門數(shù)目超過兩個，即兩個進(jìn)氣門和一個排氣門的三氣門式；兩個進(jìn)氣門和兩個排氣門的四氣門式；三個進(jìn)氣門和兩個排氣門的五氣門式。目前轎車上的多氣門發(fā)動機多是四氣門式的。四缸發(fā)動機有16個氣門，6氣缸發(fā)動機有24個氣門，8氣缸發(fā)動機就有32個氣門。
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圖解汽車發(fā)動機內(nèi)部構(gòu)造，長見識！
配氣機構(gòu)
配氣機構(gòu)主要包括正時齒輪系、凸輪軸、氣門傳動組件（氣門、推桿、搖臂等），主要作用是根據(jù)發(fā)動機的工作情況，適時的開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，以使得新鮮混合氣體及時充滿氣缸，廢氣得以及時排出氣缸外。
配氣機構(gòu)示意圖
配氣機構(gòu)組成
配氣機構(gòu)類型
按照凸輪軸的位置可分為底置凸輪軸式和頂置凸輪軸式。底置凸輪軸式就是凸輪軸布置在氣缸底部；頂置凸輪軸式是指是凸輪軸布置在氣缸的頂部。OHV（Overhead valve）是指頂置氣門底置凸輪軸。OHC（Overhead camshaft）是指頂置凸輪軸。如果氣缸頂部只有一根凸輪軸同時負(fù)責(zé)進(jìn)、排氣門的開、關(guān)，稱為單頂置凸輪軸（Single overhead camshaft，SOHC）。
頂置氣門發(fā)動機
如果在頂部有兩根凸輪軸分別負(fù)責(zé)進(jìn)氣門和排氣門的開、關(guān)，則稱為雙頂置凸輪軸（Double overhead camshaft，DOHC）。在DOHC下，凸輪軸有兩根，一根可以專門控制進(jìn)氣門，另一根則專門控制排氣門，這樣可以增大進(jìn)氣門面積，改善燃燒室形狀，而且提高了氣門運動速度，非常適合高速汽車使用。
展開 圖解｜汽車發(fā)動機的基本構(gòu)造
配氣機構(gòu)
配氣機構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實現(xiàn)換氣過程。
什么是可變氣門正時
一、先了解兩個概念：配氣相位機構(gòu)和氣門
1、配氣相位機構(gòu)的原理和作用
發(fā)動機的配氣相位機構(gòu)負(fù)責(zé)向氣缸提供汽油燃燒做功所必須的新鮮空氣，并將燃燒后的廢氣排出，這一套動作可以看做是人體吸氣和呼氣的過程。從工作原理上講，配氣相位機構(gòu)的主要功能是按照一定的時限來開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，從而實現(xiàn)發(fā)動機氣缸換氣補給的整個過程。
2、氣門的原理和作用
發(fā)動機的氣門可比作是一扇門，門開啟的大小和時間長短，決定了進(jìn)出的人流量。門開啟的角度越大，開啟的時間越長，進(jìn)出的人流量越大，反之亦然。同樣的道理用于發(fā)動機上，就產(chǎn)生了氣門升程和正時的概念。氣門升程就好比門開啟的角度，氣門正時就好比門開啟的時間。以立體的思維觀點看問題，角度加時間就是一個空間的大小，它也決定了在單位時間內(nèi)的進(jìn)、排氣量。
二、可變氣門正時技術(shù)
上面說過氣門正時控制著氣門的開啟時間，那么VVT（可變氣門正時）技術(shù)是如何工作的呢？它又是怎樣達(dá)到提升效率、節(jié)約燃油的效果呢？
1、氣門重疊角對發(fā)動機性能的影響
當(dāng)發(fā)動機處在高轉(zhuǎn)速區(qū)間時，四沖程發(fā)動機的一個工作沖程僅需千分之幾秒，這么短的時間往往會引起發(fā)動機進(jìn)氣不足和排氣不凈，影響發(fā)動機的效率。因此，就需要通過氣門的早開和晚關(guān)，來彌補進(jìn)氣不足和排氣不凈的缺憾。這種情況下，必然會出現(xiàn)一個進(jìn)氣門和排氣門同時開啟的時刻，配氣相位上稱為“氣門重疊角”。
氣門重疊的角度往往對發(fā)動機性能產(chǎn)生較大的影響，那么這個角度多大為宜呢？我們知道，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，每個氣缸一個工作循環(huán)內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對時間也越短，因此要達(dá)到更高的充氣效率，就需要延長發(fā)動機的吸氣和排氣時間。顯然，當(dāng)轉(zhuǎn)速越高時，要求的氣門重疊角度越大。
展開 噪聲振動頻譜分析與實例
將活塞對缸套的敲擊、正時齒輪、配氣機構(gòu)、油泵系統(tǒng)等運動件之間機械撞擊所產(chǎn)生的振動激發(fā)的噪聲叫做機械噪聲。<UO
發(fā)動機的型式不同，其各噪聲源所占發(fā)動機總噪聲的比例也不同。柴油機的主要噪聲源是燃燒噪聲：汽油機的主要噪聲源是進(jìn)、排氣噪聲和配氣機構(gòu)噪聲；風(fēng)扇噪聲在風(fēng)冷汽油機中是主要噪聲源之一。<
【汽車知識】圖解發(fā)動機可變氣門的工作原理
而凸輪軸頂置可省略頂桿簡化了凸輪軸到氣門的傳動機構(gòu)，更適合發(fā)動機高速時的動力表現(xiàn)，頂置凸輪軸應(yīng)用比較廣泛。
● 配氣機構(gòu)的作用
配氣機構(gòu)主要包括正時齒輪系、凸輪軸、氣門傳動組件（氣門、推桿、搖臂等），主要的作用是根據(jù)發(fā)動機的工作情況，適時的開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，以使得新鮮混合氣體及時充滿氣缸，廢氣得以及時排出氣缸外。
● 什么是氣門正時？為什么需要正時？
所謂氣門正時，可以簡單理解為氣門開啟和關(guān)閉的時刻。理論上在進(jìn)氣行程中，活塞由上止點移至下止點時，進(jìn)氣門打開、排氣門關(guān)閉；在排氣行程中，活塞由下止點移至上止點時，進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門打開。
那為什么要正時呢？其實在實際的發(fā)動機工作中，為了增大氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，進(jìn)氣門需要提前開啟、延遲關(guān)閉；同樣地，為了使氣缸內(nèi)的廢氣排的更干凈，排氣門也需要提前開啟、延遲關(guān)閉，這樣才能保證發(fā)動機有效的運作。
● 可變氣門正時、可變氣門升程又是什么？
發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速時，每個氣缸在一個工作循環(huán)內(nèi)，吸氣和排氣的時間是非常短的，要想達(dá)到高的充氣效率，就必須延長氣缸的吸氣和排氣時間，也就是要求增大氣門的重疊角；而發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時，過大的氣門重疊角則容易使得廢氣倒灌，吸氣量反而會下降，從而導(dǎo)致發(fā)動機怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。
固定的氣門正時很難同時滿足發(fā)動機高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速兩種工況的需求，所以可變氣門正時應(yīng)運而生?？勺儦忾T正時可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和工況的不同而進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得發(fā)動機在高低速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率。
影響發(fā)動機動力的實質(zhì)其實與單位時間內(nèi)進(jìn)入到氣缸內(nèi)的氧氣量有關(guān)，而可變氣門正時系統(tǒng)只能改變氣門的開啟和關(guān)閉的時間，卻不能改變單位時間內(nèi)的進(jìn)氣量，變氣門升程就能滿足這個需求。
展開 汽車發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)的組成
今天由滄州惠豐帶領(lǐng)大家了解下汽車發(fā)動機的曲柄連桿機構(gòu)都有哪些零部件組成的。
曲柄連桿機構(gòu)的主要零件可以分為機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等三個組成部分
1. 機體組：它主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、油底殼和氣缸墊等零件組成。
機體是構(gòu)成發(fā)動機的骨架，是發(fā)動機各機構(gòu)和系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)體，其內(nèi)處安裝著發(fā)動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷 。同時機體組本身雙是曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。因此機體必須要有足夠的強度和剛度。
2. 活塞連桿機構(gòu)：活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、連桿瓦等組成；
活塞是作為一個整體通過鍛造或鑄造加工制成的，其功用是高速運動、承受高熱高壓的影響，承受的氣體壓力通過活塞銷傳給連桿，驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂還是燃燒室的組成部分；活塞環(huán)是用特殊金屬制成的，為了確?；钊軌蚱椒€(wěn)順暢的上下運動
填補和密封這部分的間隙，在活塞上設(shè)置了活塞環(huán)；活塞銷的功用間連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳給連桿?；钊N要具有足夠的強度和剛度，表面韌性好，耐磨性好、質(zhì)量輕；連桿的作用上連接活塞與曲軸。
3.曲軸飛輪組：主要由曲軸、飛輪和一些附件組成。
曲軸是發(fā)動機最重要的機件之一。它與連桿配合將作用在活塞讓的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動力，傳給底盤的傳動機構(gòu)。同時，驅(qū)動配氣機構(gòu)和其它輔助裝置，如風(fēng)扇、水泵、發(fā)電機等；
曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有或緊固的平衡重塊。
飛輪是用來儲存做功行程的能量，用于克服進(jìn)氣、壓縮和排氣行程的阻力和其它阻力，使曲軸均勻地旋轉(zhuǎn)。
展開 汽車潤滑系統(tǒng)知識
3)配氣機構(gòu)工作噪音增大。
現(xiàn)今中高級轎車在配氣機構(gòu)普遍裝用液力挺桿，以降低工作噪音。但如果潤滑油孔道變窄或堵塞，則液力挺桿對氣門間隙的自動補償作用就喪失了，配氣機構(gòu)的工作噪音就必然增大。
4)縮短新機油的使用壽命。
這些沉積物一方面會污染新機油，使新機油混入雜質(zhì)，另一方面，沉積物中的膠質(zhì)可以加速新機油的氧化。因此，沉積物會縮短新機油的使用壽命。
維護(hù)和保養(yǎng)
如何維護(hù)汽車發(fā)動機潤滑系統(tǒng)
養(yǎng)成良好的駕駛習(xí)慣,定期檢查機油液面,液面過高不僅會增加發(fā)動機運轉(zhuǎn)時的阻力，造成不必要的功率損失，還會造成機油泄漏;液面過低，會因潤滑不良而損壞發(fā)動機，因此發(fā)動機油面過低應(yīng)檢查發(fā)動機有無泄漏機油和不正常的機油消耗;啟動發(fā)動機前打開點火開關(guān)，機油平面指示燈和機油壓力指示燈亮，啟動發(fā)動機后應(yīng)熄滅。如有異?，F(xiàn)象必須停車檢查。
使用適當(dāng)黏度的機油，機油黏度過低，則油膜容易損壞而產(chǎn)生零件卡住現(xiàn)象;黏度過高，則將產(chǎn)生零件移動的附加阻力致使發(fā)動機啟動困難，功率損失增加。因此更換機油時，盡可能參閱駕駛員手冊上廠商建議使用的黏度。
1)根據(jù)氣候選用機油
環(huán)境溫度較低時，選用黏度較小的機油，便于發(fā)動機啟動。環(huán)境溫度較高時，選用黏度較高的機油，便于運動保持油膜;
2)根據(jù)車況選用機油
車況較好的發(fā)動機，配合間隙較小，可選用黏度較小的機油，車況較差的發(fā)動機，配合間隙較大，可選用黏度較大的機油;
3)使用專用機油
由于柴油機有較高的燃燒壓力、加上柴油含硫燃燒后產(chǎn)生亞硫酸稀釋機油，因此柴油機應(yīng)選用能中和亞硫酸的柴油機專用機油。
4)合理使用汽車發(fā)動機養(yǎng)護(hù)品
增強發(fā)動機的潤滑性能，避免發(fā)動機磨損，以養(yǎng)代修。
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汽車的心臟！帶你了解發(fā)動機的基本構(gòu)造及分類
結(jié)構(gòu)
發(fā)動機是由曲柄連桿機構(gòu)和配氣機構(gòu)兩大機構(gòu)，以及冷卻、潤滑、點火、燃料供給、啟動系統(tǒng)等五大系統(tǒng)組成。主要部件有氣缸體、氣缸蓋、活塞、活塞銷、連桿、曲軸、飛輪等。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機的工作腔稱作汽缸，汽缸內(nèi)表面為圓柱形。在汽缸內(nèi)作往復(fù)運動的活塞通過活塞銷與連桿的一端鉸接，連桿的另一端則與曲軸相連，曲軸由氣缸體上的軸承支承，可在軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動，構(gòu)成曲柄連桿機構(gòu)?；钊谄變?nèi)作往復(fù)運動時，連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)。反之，曲軸轉(zhuǎn)動時，連桿軸頸在曲軸箱內(nèi)作圓周運動，并通過連桿帶動活塞在氣缸內(nèi)上下移動。曲軸每轉(zhuǎn)一周，活塞上、下各運行一次，汽缸的容積在不斷的由小變大，再由大變小，如此循環(huán)不已。汽缸的頂端用汽缸蓋封閉。汽缸蓋上裝有進(jìn)氣門和排氣門。通過進(jìn)、排氣門的開閉實現(xiàn)向汽缸內(nèi)充氣和向汽缸外排氣。進(jìn)、排氣門的開閉由凸輪軸驅(qū)動。凸輪軸由曲軸通過齒形帶或齒輪驅(qū)動。
曲柄連桿機構(gòu)
在做功行程時，曲柄連桿機構(gòu)將燃料燃燒以后產(chǎn)生的氣體壓力，經(jīng)過活塞、連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩；然后，利用飛輪的慣性完成進(jìn)氣、壓縮、排氣3個輔助行程。曲柄連桿機構(gòu)由氣缸體曲軸箱組、活塞連桿組和曲軸飛輪組3部分組成。
配氣機構(gòu)
配氣機構(gòu)的作用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和各缸工作循環(huán)的要求，及時地開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門，使可燃混合氣（汽油發(fā)動機）或新鮮空氣（柴油發(fā)動機）進(jìn)入氣缸，并將廢氣排入大氣。
燃油供給系統(tǒng)
汽油發(fā)動機燃料系的作用是根據(jù)發(fā)動機不同工作情況的需要，將純凈的空氣和汽油配制成適當(dāng)比例的可燃混合氣，送入各個氣缸進(jìn)行燃燒后所產(chǎn)生的廢氣排入大氣中。
點火系統(tǒng)
在汽油機中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點火系。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)由蓄電池、發(fā)電機、點火線圈，分電器、火花塞等組成。
展開 AVL EXCITE用于車輛降噪的發(fā)動機仿真
主要激勵源是燃燒噪聲，即脈動氣缸壓力導(dǎo)致的振動直接激勵軸系振動，另外慣性力、活塞敲擊力、配氣機構(gòu)和正時驅(qū)動、以及齒輪箱部件等也引起軸系和動力總成的振動。從全局或局部對激勵響應(yīng)、激勵傳遞和噪聲表面輻射的角度來看，動力總成的結(jié)構(gòu)同樣重要。再有，不同激勵力和不同的動力總成部件都強烈影響輻射噪聲頻率范圍。因此，發(fā)動機聲學(xué)優(yōu)化應(yīng)主要瞄準(zhǔn)整個動力總成，考慮激勵力、全局結(jié)構(gòu)振動和所有部件的局部振動。
發(fā)動機基本振動可通過測量和模擬仿真來了解[1]。低頻段，大約到第7 倍頻程，氣體力和軸系慣性力是最主要的因素；高頻機械噪聲中，活塞敲擊噪聲，配氣機構(gòu)和正時驅(qū)動，齒輪箱部件成為主導(dǎo)因素。曲軸箱的概念和設(shè)計決定了動力總成的全局振動行為以及軸系激勵至機體表面的傳遞。最后，如油底殼、閥蓋等部件的表面局部振動也影響噪聲輻射。
2 發(fā)動機導(dǎo)致的車輛外部噪聲的仿真
2.1 基于有限元法的發(fā)動機NVH 仿真
當(dāng)前廣泛使用的發(fā)動機有限元仿真是發(fā)動機開發(fā)過程中有效而重要的技術(shù)，可用來確定降低NVH 的潛力。
圖4 為簡要框圖，用于探測發(fā)動機NVH 的改進(jìn)潛力?；谌SCAD 數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)、基本發(fā)動機數(shù)據(jù)等，可建立用于NVH 計算的有限元模型。對現(xiàn)有原形的發(fā)動機，可使用模態(tài)分析結(jié)果來校驗有限元模型。同時，如燃?xì)鈮毫?、齒輪系、配氣機構(gòu)和活塞敲擊等激勵力可計算得到，并施加在有限元模型上。
圖4 用于探究發(fā)動機NVH 改進(jìn)潛力的數(shù)值仿真簡要框圖
利用有限元模型和計算所得激勵力，可計算得到發(fā)動機基本結(jié)構(gòu)在不同工況下的動力學(xué)行為，如：不同頻段的表面速度彩圖，發(fā)動機懸置的速度和位移，曲軸行為，半球空間噪聲輻射等。
針對得到的關(guān)鍵問題，可修改結(jié)構(gòu)和/或激勵，調(diào)整仿真模型并重新計算動力學(xué)行為。這些“優(yōu)化循環(huán)”可理想地趨向確定目標(biāo)，如圖4 所示。
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而凸輪軸頂置可省略頂桿簡化了凸輪軸到氣門的傳動機構(gòu)，更適合發(fā)動機高速時的動力表現(xiàn)，頂置凸輪軸應(yīng)用比較廣泛。
● 配氣機構(gòu)的作用
配氣機構(gòu)主要包括正時齒輪系、凸輪軸、氣門傳動組件（氣門、推桿、搖臂等），主要的作用是根據(jù)發(fā)動機的工作情況，適時的開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，以使得新鮮混合氣體及時充滿氣缸，廢氣得以及時排出氣缸外。
● 什么是氣門正時？為什么需要正時？
所謂氣門正時，可以簡單理解為氣門開啟和關(guān)閉的時刻。理論上在進(jìn)氣行程中，活塞由上止點移至下止點時，進(jìn)氣門打開、排氣門關(guān)閉；在排氣行程中，活塞由下止點移至上止點時，進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門打開。
那為什么要正時呢？其實在實際的發(fā)動機工作中，為了增大氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，進(jìn)氣門需要提前開啟、延遲關(guān)閉；同樣地，為了使氣缸內(nèi)的廢氣排的更干凈，排氣門也需要提前開啟、延遲關(guān)閉，這樣才能保證發(fā)動機有效的運作。
● 可變氣門正時、可變氣門升程又是什么？
發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速時，每個氣缸在一個工作循環(huán)內(nèi)，吸氣和排氣的時間是非常短的，要想達(dá)到高的充氣效率，就必須延長氣缸的吸氣和排氣時間，也就是要求增大氣門的重疊角；而發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時，過大的氣門重疊角則容易使得廢氣倒灌，吸氣量反而會下降，從而導(dǎo)致發(fā)動機怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。
固定的氣門正時很難同時滿足發(fā)動機高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速兩種工況的需求，所以可變氣門正時應(yīng)運而生?？勺儦忾T正時可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和工況的不同而進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得發(fā)動機在高低速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率。
影響發(fā)動機動力的實質(zhì)其實與單位時間內(nèi)進(jìn)入到氣缸內(nèi)的氧氣量有關(guān)，而可變氣門正時系統(tǒng)只能改變氣門的開啟和關(guān)閉的時間，卻不能改變單位時間內(nèi)的進(jìn)氣量，變氣門升程就能滿足這個需求。
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1.2 機械噪聲控制
配氣機構(gòu)噪聲控制：選用優(yōu)良的凸輪型線，保證平滑的加速曲線和良好的配氣機構(gòu)動態(tài)特性;提高配氣機構(gòu)剛度，減小部件的變形量，以減小振動和氣門不正常運動,避免氣門飛脫與落座反跳、氣門早關(guān)與彈簧并圈，提高各零件之間的摩擦面精度，減小氣門間隙;使摩擦面適度潤滑。齒輪傳動噪聲控制：選用合理的齒輪參數(shù)和結(jié)構(gòu);在強度許可條件下選用較小的模數(shù),適當(dāng)加大齒高齒數(shù);提高齒輪加工的精度和光潔度;對齒輪進(jìn)行修緣處理;加大齒輪座剛度，提高齒輪同軸度；臨近部件規(guī)避齒輪嚙合頻率。鏈傳動噪聲控制：采用漸開線不對稱齒型，使接觸法線傾斜、嚙合過程連續(xù)以降低多邊形效應(yīng)程度；鏈齒兩側(cè)外加帶槽的橡膠環(huán)；鏈節(jié)間的拉伸力均小于1600N 張緊器柱塞工作時行程V2 5rnm 提升鏈輪系共面性，制造誤差控制在0.25。
1.3 曲軸扭振控制
曲軸扭振是發(fā)動機振動的主要激勵源，必須對曲軸扭振的扭振特性進(jìn)行嚴(yán)格控制，才能保證發(fā)動機關(guān)鍵振動噪聲水平。其中，曲軸的轉(zhuǎn)速波動率必須低于0.15,曲軸平衡率必須大于等于80%,單階曲軸扭轉(zhuǎn)角小于0. 15,合成扭轉(zhuǎn)角低于0. 50通過提升曲軸的平衡率、提升曲軸自身剛度、匹配合適的減震器與飛輪可以有效控制曲軸扭振性能。
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