機械專業(yè)-發(fā)動機缸體氣動翻轉(zhuǎn)機設(shè)計（帶CAD圖紙和文檔）

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ω1-臂（1）的速度。 T1和T4的分別是太陽齒輪齒數(shù)和齒圈的內(nèi)齒數(shù)。 太陽齒輪，行星齒輪，內(nèi)齒圈的齒的數(shù)目之間的關(guān)系是： 其中： T2-行星齒輪（2）的齒的數(shù)目。 2） 當步進電機的有來自CPU的信號，它會導(dǎo)致蝸桿齒輪的旋轉(zhuǎn)所需要的位移角（5），這將導(dǎo)致環(huán)形齒輪的旋轉(zhuǎn)，因此需額外的旋轉(zhuǎn)的行星旋轉(zhuǎn)齒輪。 3） 旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的太陽齒輪附加轉(zhuǎn)動，這與凸輪軸連接，根據(jù)以下公式 其中： Δθ3位移角的凸輪軸; Δθ5蝸桿齒輪的旋轉(zhuǎn)角度; T5，T6分別表示齒蝸桿齒輪和環(huán)形齒輪的外齒的數(shù)量。 4） 行星臂不會被這旋轉(zhuǎn)影響，因為它是連接到曲軸的。 5） 連接到凸輪軸的太陽輪的附加轉(zhuǎn)動，引起了凸輪軸和曲柄軸之間 Δθ1的 相位變化。 3.4.該機構(gòu)的優(yōu)點 與其他機構(gòu)相比，上述機構(gòu)的主要優(yōu)點可以概括如下： 1） 步進電機的運動限制了相位角的變化，它可以精確到1.8度，控制每一步的零超調(diào)。此值將取決于齒輪的齒數(shù)較小的凸輪軸。 2） 蝸輪，這是連接到步進電機與齒圈嚙合，提供齒輪自鎖機構(gòu)。保證特定相位角的凸輪軸和曲軸之間的恒定速度比，這對于發(fā)動機的良好運行是非常必要的。 3） 在該機構(gòu)中，相位角改變值沒有限制，除了由發(fā)動機的性能包絡(luò)線所施加的限制。 4.凸輪相位優(yōu)化輸出功率最大化 在這項工作中，進氣和排氣氣門正時的最佳值被計算出來，以最大限度地提高制動功率。這些值被用于計算并折衷為不同的發(fā)動機的速度和壓縮比的制動功率和燃料消耗。分析發(fā)動機特性的尺寸的目的用的是蓮花工程軟件。蓮花工程軟件里包括的蓮花引擎模擬和分析程序是由蓮花工程公司開發(fā)的20世紀80年代后期以來的一個內(nèi)部代碼。其中全球性能參數(shù)的功率，容積效率和燃料消耗的驗證，目前已進行了廣泛的電流產(chǎn)引擎。 研發(fā)4缸發(fā)動機（圖3）的仿真模型用來找出最佳的相位角，最大功率。如表1，展示的是發(fā)動機的幾何數(shù)據(jù)和閥定時。輸入例如進氣壓力、溫度、當量比的數(shù)據(jù)也已經(jīng)引入到發(fā)動機的各種運行當中。除此之外，還有定的出口數(shù)據(jù)，如背壓。在表2中對氣門正時的默認最佳值進行了計算。優(yōu)化引擎變量是為了找到最大制動功率輸出。發(fā)動機的速度是1000-6000r/min。最佳的閥門定時值和默認值的制動功率和不同的壓縮率（ CR ）的影響在表3和圖4至6中呈現(xiàn)出來。 5.該機制的應(yīng)用（例） 表2中給出的數(shù)據(jù)被用來計算蝸輪減速機的位移角。為了說明上述機制的工作，我們作出如下設(shè)想： =20，=20，=2，=45 （4） 由方程（1）和（2） ，我們得到： =20×（2+20）=60 （5） 圖3 內(nèi)燃機的仿真模型 表1基本幾何引擎，燃料是汽油（C8H18） 表2氣門正時的最大功率和不同的速度的最佳值 圖6 制動功率（CR14）效果最佳的閥門值和默認值 表3（a）制動功率的最佳氣門正時不同的速度和默認值; （b）制動功率運算的最佳氣門正時不同的速度和默認值。 表示一個轉(zhuǎn)動臂旋轉(zhuǎn)一周，將導(dǎo)致凸輪軸(和太陽齒輪)轉(zhuǎn)四周。此時需要重新保持曲柄軸和臂之間的速度比與凸輪軸和曲軸之間的速度比相等且等于2，即四沖程內(nèi)燃機此時的操作。 另一方面，步進電機的角度和凸輪軸角度之間的關(guān)系獲得的公式（3 ） 這意味著當步進電機（蝸輪）旋轉(zhuǎn)7.5度，凸輪軸旋轉(zhuǎn)一個額外的程度。 尺寸的機制中，可以發(fā)現(xiàn)，作以下述操作：我們假定，行星齒輪，太陽齒輪和環(huán)形齒輪都是螺旋齒輪而且螺旋角ψ = 30 °，模數(shù)m = 1 [毫米]和表面寬度F = 20 [毫米] 。此外，蝸桿齒的導(dǎo)程角χ = 10 °和軸向間距p = 2 [毫米]。從這些假設(shè)，我們發(fā)現(xiàn)，該機制的直徑不超過150 × 150 × 50毫米，因此它可以被較輕松安裝在發(fā)動機室之間。 6、結(jié)論 行星齒輪驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計實現(xiàn)了對四沖程單缸發(fā)動機性能的優(yōu)化。該機制連續(xù)精確地改變了凸輪軸和曲軸角之間的相位角。優(yōu)化的相位角在給定的速度下制動功率的效果是明顯的。制動功率范圍是在21％和35％ 之間，如表3中所示是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和壓縮比增加的。這種增長是在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速大的情況下，并且隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加而下降。從而可以得出結(jié)論，建議在四沖程發(fā)動機實施該機制來證明發(fā)動機的性能和效率。