致謝凸輪驅(qū)動(dòng)的全可變液壓氣門系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u3142凸輪驅(qū)動(dòng)的全可變液壓氣門系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例分析 1309651.1全可變液壓氣門系統(tǒng)的組成及工作原理 1266581.2匹配單頂置凸輪軸驅(qū)動(dòng)的FHVVS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2286421.2.1FHVVS機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3148451.2.2FHVVS液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4215121.2.3FHVVS控油閥部件設(shè)計(jì) 619261.2.4FHVVS整機(jī)布置方案設(shè)計(jì) 7266541.3全可變氣門的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制方法 954551.1.1進(jìn)、排氣門一體控制方案 982551.1.2進(jìn)、排氣門獨(dú)立控制方案 1024501.4氣門全可變功能驗(yàn)證及升程測量試驗(yàn)臺(tái)架搭建 11107881.5小結(jié) 13針對(duì)車用重型柴油機(jī)可變配氣系統(tǒng)的功能需求，結(jié)合全可變液壓氣門系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成及工作原理，以滿足運(yùn)行功能為前提同時(shí)兼顧使用成本對(duì)某六缸柴油機(jī)的配氣系統(tǒng)進(jìn)行氣門全可變功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并與相應(yīng)凸輪型線及控油閥部件匹配實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)進(jìn)、排氣門全可變功能。1.1全可變液壓氣門系統(tǒng)的組成及工作原理圖3-1為匹配凸輪軸頂置式發(fā)動(dòng)機(jī)的FHVVS基本結(jié)構(gòu)，其組成包括：配氣凸輪，作為推動(dòng)氣門開啟的動(dòng)力源，同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣正時(shí)進(jìn)行精確傳遞；液壓挺柱，將凸輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作轉(zhuǎn)化為直線往復(fù)動(dòng)作，推動(dòng)系統(tǒng)高壓油道內(nèi)的液壓壓力升高；液壓活塞，接收來自高壓油道內(nèi)的壓力驅(qū)動(dòng)氣門開啟和關(guān)閉，內(nèi)部落座緩沖裝置確保氣門平穩(wěn)落座不發(fā)生反跳，活塞頭部的氣門間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)簡化氣門間隙調(diào)整過程，實(shí)現(xiàn)氣門間隙自動(dòng)調(diào)整；控油閥，根據(jù)設(shè)定泄油接通時(shí)刻及接通持續(xù)期使高壓系統(tǒng)內(nèi)液體適時(shí)泄入低壓系統(tǒng)；高壓入口單向閥，是低壓系統(tǒng)向高壓系統(tǒng)補(bǔ)油的通道，保證每個(gè)工作循環(huán)初始液壓狀態(tài)滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行條件。圖3-1匹配頂置式凸輪的FHVVS基本結(jié)構(gòu)控油閥是氣門實(shí)現(xiàn)全可變功能的元件核心，由殼體、閥套和閥芯組成，如圖3-2為其基本工作原理示意，其中閥芯在控制閥傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)下按照發(fā)動(dòng)機(jī)配氣正時(shí)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，閥套在某一穩(wěn)定工況下的位置保持固定。兩者上設(shè)置的泄油孔在發(fā)動(dòng)機(jī)每一個(gè)循環(huán)中一次或多次接通，若此時(shí)凸輪任意上升段推動(dòng)挺柱上行使高壓油道產(chǎn)生高壓，則如圖中所示油液流經(jīng)殼體-閥套-閥芯進(jìn)入低壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高壓系統(tǒng)內(nèi)壓力降低，最終表現(xiàn)在氣門上為氣門不開啟或提前回落。圖3-2控油閥基本工作原理示意1.2匹配單頂置凸輪軸驅(qū)動(dòng)的FHVVS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)某型號(hào)六缸柴油機(jī)采取單頂置凸輪軸驅(qū)動(dòng)，考慮到該機(jī)型結(jié)構(gòu)尺寸大，工作較為粗暴對(duì)可靠性要求高，并且對(duì)進(jìn)、排氣門可變功能需求多等因素，采用模塊化分析實(shí)現(xiàn)對(duì)FHVVS機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控油閥部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。1.2.1FHVVS機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)其功能劃分可大致分為兩組，一組為配氣凸輪驅(qū)動(dòng)鏈，另一組為配氣凸輪軸齒輪驅(qū)動(dòng)鏈。如圖3-3為配氣凸輪驅(qū)動(dòng)鏈組，其中配氣凸輪通過推動(dòng)搖臂部件繞搖臂支柱擺動(dòng)來推動(dòng)液壓挺柱實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)由液壓活塞體運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)氣門動(dòng)作。圖3-3機(jī)械傳動(dòng)-配氣凸輪驅(qū)動(dòng)鏈?zhǔn)疽庠谂錃馔馆喖耙簤和χg增設(shè)了搖臂作為中間傳動(dòng)元件，一方面可以通過將圖3-1中凸輪與液壓挺柱間直接接觸的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)榕錃馔馆喤c搖臂滾輪的滾動(dòng)摩擦，同時(shí)給予足夠的潤滑，從而減輕磨損延伸機(jī)械接觸件的工作時(shí)限；另一方面通過加入機(jī)械結(jié)構(gòu)搖臂比可在一定程度上降低配氣凸輪的最大升程，從而增大其曲率半徑，優(yōu)化凸輪的受力情況。受進(jìn)、排氣凸輪距離限制，采用內(nèi)彈簧形式的液壓挺柱結(jié)構(gòu)通過增設(shè)彈簧導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以降低挺柱腔的容積。在結(jié)構(gòu)布置尺寸允許范圍內(nèi)，增大液壓活塞受壓面積，以降低極端工況氣門開啟時(shí)產(chǎn)生的反映到高壓系統(tǒng)的壓力，改善FHVVS整體機(jī)械結(jié)構(gòu)受力情況。圖3-4為配氣凸輪軸齒輪驅(qū)動(dòng)鏈組中配氣正時(shí)傳動(dòng)過程示意。通常情況下凸輪軸齒輪與控油閥傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比為N:1，考慮到柴油機(jī)轉(zhuǎn)速較低，同時(shí)為保證在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)能夠?qū)M(jìn)、排氣門進(jìn)行較大曲軸轉(zhuǎn)角范圍的控制，設(shè)計(jì)傳動(dòng)比值為1:1，即曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)2圈，凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，控油閥閥芯也轉(zhuǎn)動(dòng)1圈（360°CA）。配氣正時(shí)的準(zhǔn)確傳遞是控油閥正常工作的根本，設(shè)置凸輪軸齒輪齒形對(duì)稱中心線與凸輪軸正時(shí)銷孔成固定安裝角度確定初始正時(shí)位置，通過可拆卸中間傳動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)后續(xù)正時(shí)傳動(dòng)鏈，在中間傳動(dòng)齒輪及控油閥傳動(dòng)齒輪固定位置設(shè)計(jì)嚙合標(biāo)記保證每次安裝的可操作性和準(zhǔn)確性。圖3-4機(jī)械傳動(dòng)-配氣正時(shí)傳遞過程示意1.2.2FHVVS液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)FHVVS是典型的機(jī)械-液壓復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)，液壓油在系統(tǒng)正常工作的過程中起到傳動(dòng)介質(zhì)及潤滑機(jī)械零部件的作用。其液壓系統(tǒng)可根據(jù)潤滑油壓力高低分為低壓系統(tǒng)及高壓系統(tǒng)，不同于傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)高低壓的劃分標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)HVVS的低壓系統(tǒng)一般為發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)壓力0~0.5MPa，瞬時(shí)油壓最大值不超出0.7MPa；正常工作壓力超過該限制的則為高壓系統(tǒng)。圖3-5為FHVVS殼體低壓油路布置圖，低壓油路交錯(cuò)縱橫的存在于殼體各個(gè)位置。其流通過程可通過圖3-6簡單概括。系統(tǒng)接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系的潤滑油，經(jīng)缸蓋入口單向閥后進(jìn)到FHVVS內(nèi)部，此處單向閥的作用是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)，進(jìn)入到可變配氣系統(tǒng)的潤滑油不會(huì)倒流回發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼內(nèi)，保證系統(tǒng)內(nèi)部自身油液量穩(wěn)定；缸蓋入口單向閥流出油液中的一小部分進(jìn)入液壓活塞間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)，一部分流向搖臂部件用以潤滑搖臂支柱球頭及搖臂滾輪（可間接潤滑凸輪工作表面），還有較大部分經(jīng)殼體入口單向閥進(jìn)入到FHVVS低壓儲(chǔ)油腔，此處單向閥的作用是防止進(jìn)入到儲(chǔ)油腔的油液受到其他氣缸液壓壓力變化或其他用油零件干擾而流出，影響該氣缸正常工作；低壓儲(chǔ)油腔內(nèi)的油液通過高壓入口單向閥供給到因控油閥接通而發(fā)生泄油動(dòng)作的高壓油道內(nèi)，當(dāng)泄油與補(bǔ)油動(dòng)作能夠平衡時(shí)儲(chǔ)油腔內(nèi)油液實(shí)現(xiàn)“自給自足”，當(dāng)部分工況儲(chǔ)油腔內(nèi)的壓力值超過允許最大低壓壓力0.7MPa時(shí)，蓄能器開啟泄油實(shí)現(xiàn)低壓系統(tǒng)泄壓，而當(dāng)蓄能器不泄油時(shí)則能使低壓儲(chǔ)油腔維持在較大低壓壓力，加快向高壓油道的補(bǔ)油速率。圖3-5FHVVS殼體低壓油路布置圖3-6FHVVS低壓油路流通過程與較為復(fù)雜的低壓油路相比，高壓油路的布置則較簡單，如圖3-7為FHVVS高壓油路在殼體中的布置，其中單個(gè)殼體內(nèi)左側(cè)油路為驅(qū)動(dòng)排氣門開啟高壓油路，右側(cè)油路為驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門開啟高壓油路。圖3-8表示出高壓油路的流通過程：由挺柱運(yùn)動(dòng)而形成的挺柱腔高壓油經(jīng)控油閥油道（圖3-7中的環(huán)形流通通路）進(jìn)入高壓油道，而后進(jìn)到液壓活塞腔使活塞體運(yùn)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)氣門開啟。受結(jié)構(gòu)布置的實(shí)際空間影響，高壓入口單向閥布置于2個(gè)液壓活塞之間，這使得單向閥既起到向高壓油道補(bǔ)充油液作用，又化為高壓油道的一部分用于流通液體、傳遞壓力。同時(shí)為了保證FHVVS所有受壓零件的可靠性，在高壓入口單向閥上集成液壓安全閥結(jié)構(gòu)來保證高壓油道內(nèi)的最大液壓力不超過安全限制。高壓油路除控油閥部件接通泄油及單向閥開啟補(bǔ)油外，其余零部件均保持密閉狀態(tài)。圖3-7FHVVS殼體高壓油路布置圖3-8FHVVS高壓油路流通過程1.2.3FHVVS控油閥部件設(shè)計(jì)根據(jù)控油閥的工作原理，若異名氣門（即柴油機(jī)進(jìn)、排氣門）都要實(shí)現(xiàn)全可變功能則需要兩套獨(dú)立的控油閥部件進(jìn)行可變控制，考慮實(shí)際柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊性要求，設(shè)計(jì)了如圖3-9所示的進(jìn)、排氣“一芯兩閥”的控油閥結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過同一閥芯同步轉(zhuǎn)動(dòng)，裝配各自獨(dú)立的進(jìn)、排氣閥套組成兩個(gè)獨(dú)立控油閥。圖3-9進(jìn)、排氣“一芯兩閥”控油閥結(jié)構(gòu)其中控油閥閥芯隨凸輪軸正時(shí)齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，通過分別控制進(jìn)氣閥套或排氣閥套轉(zhuǎn)動(dòng)來改變進(jìn)、排氣門的升程?？赜烷y兼顧控制高低壓油路通斷及高壓油流通（閥套及殼體上設(shè)置有環(huán)形通道）的功能，當(dāng)進(jìn)氣挺柱腔壓力升高時(shí)，若進(jìn)氣控油閥不接通則壓力傳遞至進(jìn)氣高壓油道，若控油閥接通則高壓油經(jīng)閥套、閥芯泄油通路將油液泄入低壓儲(chǔ)油腔內(nèi)，排氣門一側(cè)的可變操控過程與進(jìn)氣門一側(cè)相同。由于進(jìn)、排氣控油閥均取用360°CA范圍內(nèi)的可變控制，且進(jìn)、排氣門開啟相位存在重疊，為防止其中某一控油閥發(fā)生泄油動(dòng)作時(shí)造成低壓油腔壓力瞬時(shí)升高而影響同一氣缸異名氣門開啟，故將進(jìn)、排氣控油閥泄油通路分隔開，通過盡可能遠(yuǎn)的液壓壓力傳遞距離減少異名氣門間的相互干擾。1.2.4FHVVS整機(jī)布置方案設(shè)計(jì)可變配氣系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)對(duì)象為某六缸-整體式缸蓋-單頂置凸輪軸驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)，如圖3-10為其缸蓋頂面視圖。圖3-10某六缸柴油機(jī)缸蓋頂面視圖從圖中可以獲得一些基本設(shè)計(jì)參數(shù)：1至6缸自左至右排布，各氣缸進(jìn)、排氣道布置方式基本相同，可以進(jìn)行一致性設(shè)計(jì)簡化設(shè)計(jì)過程；氣門偏置于缸蓋一側(cè)，4氣門呈菱形豎直布置，左側(cè)為排氣門，右側(cè)為進(jìn)氣門，中間孔為噴油器安裝孔；發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油自缸蓋兩側(cè)綠色供油孔供給配氣系統(tǒng)；缸蓋為每氣缸的配氣機(jī)構(gòu)提供2個(gè)定位銷孔（圖中黃色標(biāo)記）和4個(gè)固定螺栓孔（圖中藍(lán)色標(biāo)記）位置，可以保證裝配定位準(zhǔn)確、安裝牢固。圖3-11為完成匹配設(shè)計(jì)的FHVVS氣門側(cè)視圖。液壓系統(tǒng)油液供給方面，通過供油管路連接實(shí)現(xiàn)缸蓋兩側(cè)油孔對(duì)6個(gè)氣缸的可變配氣機(jī)構(gòu)供油，其潤滑油流通過程如圖中綠色箭頭所示，同時(shí)預(yù)留出缸蓋頂面其他零部件取油接口，滿足對(duì)凸輪軸滑動(dòng)軸承等基本構(gòu)件的潤滑需要；采用液壓活塞直接驅(qū)動(dòng)氣門方式，取消氣門橋結(jié)構(gòu)以降低配氣機(jī)構(gòu)高度，同時(shí)平均分配單液壓活塞開啟兩個(gè)氣門時(shí)的驅(qū)動(dòng)力，優(yōu)化零部件受力情況；殼體及其他零部件位置避開噴油器及壓板的安裝，保證各零部件可獨(dú)立更換而不發(fā)生干涉。圖3-11匹配六缸柴油機(jī)的FHVVS氣門側(cè)視圖圖3-12匹配單頂置凸輪驅(qū)動(dòng)的FHVVS整體布置圖3-12為匹配單頂置凸輪軸驅(qū)動(dòng)的FHVVS整體布置圖。通過功能整合將每兩個(gè)相鄰氣缸配氣機(jī)構(gòu)作為一組進(jìn)行成對(duì)設(shè)計(jì)，簡化多缸機(jī)正時(shí)傳動(dòng)鏈組。如圖中配氣凸輪軸齒輪裝配位置顯示，這種布置方式可以減少同軸齒輪數(shù)量，明顯降低實(shí)際加工過程在凸輪軸上實(shí)現(xiàn)多齒輪、固定角度投影重合難度，滿足FHVVS控油閥對(duì)泄油時(shí)間的精準(zhǔn)調(diào)控；兩氣缸成組設(shè)計(jì)以方便進(jìn)行組內(nèi)氣門運(yùn)動(dòng)均勻性調(diào)節(jié)，形成模塊化結(jié)構(gòu)方案方便在多缸機(jī)上進(jìn)行相似設(shè)計(jì)。1.3全可變氣門的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制方法從上節(jié)中控油閥結(jié)構(gòu)可知，實(shí)現(xiàn)“一芯兩閥”控油閥對(duì)同一氣缸進(jìn)、排氣門的可變調(diào)節(jié)依靠改變或保持控油閥-閥套的角度位置，因此在實(shí)際使用中需要配套控油閥控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氣門開啟和關(guān)閉隨工況的快速轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)。根據(jù)氣門可變功能的不同需求，設(shè)計(jì)兩種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制方法實(shí)現(xiàn)進(jìn)、排氣控制。1.1.1進(jìn)、排氣門一體控制方案進(jìn)、排氣門一體控制方案的進(jìn)、排氣控油閥共用一個(gè)控制電機(jī)進(jìn)行控制，并且為了減少控制電機(jī)的使用數(shù)量，相鄰兩氣的控制軸通過中間齒輪連接。其主要結(jié)構(gòu)組成包括進(jìn)氣控制齒扇、進(jìn)氣閥套、排氣控制齒扇和排氣閥套。其中進(jìn)氣齒扇通過內(nèi)、外花鍵配合與花鍵軸始終保持固定連接，排氣齒扇推動(dòng)銷與花鍵軸固定連接，可隨花鍵軸在排氣齒扇的缺口空行程內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，只有在與排氣齒扇缺口平面接觸后才帶動(dòng)排氣齒扇同步轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3-13進(jìn)、排氣門一體控制方案實(shí)現(xiàn)進(jìn)、排氣門控制過程圖。控制開始過程從進(jìn)氣控制開始，當(dāng)需要進(jìn)氣門可變控制時(shí)，控制電機(jī)齒輪帶動(dòng)連接齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，與其固定連接的花鍵軸和進(jìn)氣齒扇、排氣齒扇推動(dòng)銷同步轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)氣齒扇帶動(dòng)進(jìn)氣閥套轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣控油閥泄油角度改變，此時(shí)推動(dòng)銷處于空行程不推動(dòng)排氣齒扇轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)進(jìn)行排氣可變控制時(shí)，電機(jī)齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)直至越過所有進(jìn)氣控制角度，由于此時(shí)進(jìn)氣凸輪處于基圓位置，故進(jìn)氣控油閥無論在何處接通均不會(huì)影響進(jìn)氣門關(guān)閉這一動(dòng)作，而此時(shí)推動(dòng)銷已與排氣齒扇缺口平面接觸，之后電機(jī)將繼續(xù)帶動(dòng)排氣齒扇轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)排氣控油閥泄油角度改變，當(dāng)不需要排氣控制使電機(jī)復(fù)位后，排氣齒扇由回位扭簧帶動(dòng)恢復(fù)到工作初設(shè)零點(diǎn)位置。由于僅采用單電機(jī)控制故無法對(duì)進(jìn)、排氣門實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制，即進(jìn)氣門控制時(shí)排氣門處于設(shè)定初始位置不可調(diào)節(jié)，排氣門控制時(shí)進(jìn)氣門按照最大設(shè)計(jì)升程開啟。圖3-13進(jìn)、排氣門一體控制方案控制過程1.1.2進(jìn)、排氣門獨(dú)立控制方案針對(duì)進(jìn)、排氣門一體控制方案的不足，新設(shè)計(jì)進(jìn)、排氣門獨(dú)立控制方案，它克服了一體控制時(shí)的順序限制，擴(kuò)展進(jìn)、排氣門可變控制功能范圍及開啟組合方式。圖3-14可以清楚展現(xiàn)進(jìn)、排氣門獨(dú)立控制方案的控制過程。（a）進(jìn)氣控油閥控制過程（b）排氣控油閥控制過程圖3-14進(jìn)、排氣門獨(dú)立控制方案控制過程進(jìn)氣控油閥的控制過程為：進(jìn)氣控制電機(jī)輸出軸連接電機(jī)齒扇轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與其嚙合的進(jìn)氣連桿控制齒扇，在進(jìn)氣連桿上固定連接有進(jìn)氣閥套齒扇及連桿控制齒扇，因此轉(zhuǎn)動(dòng)最終傳遞至進(jìn)氣閥套上，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣控油閥泄油角度改變。排氣控油閥的控制過程如圖3-14（b）所示，排氣控制電機(jī)輸出軸連接電機(jī)齒扇，與其嚙合的排氣閥套齒扇1兼具直接帶動(dòng)一個(gè)排氣閥套轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，同時(shí)能夠連接排氣閥套齒扇連桿將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞至排氣閥套齒扇2，從而帶動(dòng)另一排氣閥套轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)排氣控油閥泄油角度變動(dòng)。排氣閥套齒扇的轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸直接由進(jìn)氣連桿充當(dāng)，通過在其內(nèi)孔安裝滾針軸承減小不同零部件的摩擦，保持進(jìn)、排氣控制過程彼此獨(dú)立、互不擾動(dòng)的控制效果。1.4氣門全可變功能驗(yàn)證及升程測量試驗(yàn)臺(tái)架搭建根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)囍萍庸さ娜勺円簤簹忾T機(jī)構(gòu)樣件需要通過試驗(yàn)對(duì)其功能結(jié)構(gòu)、控制策略及加工精度等方面進(jìn)行綜合分析評(píng)估。對(duì)于配氣機(jī)構(gòu)來說，通常采用倒拖試驗(yàn)采集氣門升程數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行驗(yàn)證，考慮目標(biāo)機(jī)型為頂置凸輪軸驅(qū)動(dòng)方式，因此通過搭建缸蓋及配氣機(jī)構(gòu)倒拖試驗(yàn)臺(tái)架來簡化臺(tái)架搭建過程、降低試驗(yàn)成本，同時(shí)為后續(xù)拆裝、測量、調(diào)試工作的進(jìn)行提供方便。圖3-15為氣門全可變功能驗(yàn)證試驗(yàn)臺(tái)架結(jié)構(gòu)示意圖，主要由原機(jī)缸蓋、可變氣門機(jī)構(gòu)、凸輪軸驅(qū)動(dòng)模塊、潤滑油供給模塊和數(shù)據(jù)采集分析模塊等組成，圖中同時(shí)顯示了臺(tái)架各部分的安裝位置及連接關(guān)系。圖3-15氣門全可變功能驗(yàn)證試驗(yàn)臺(tái)架結(jié)構(gòu)示意圖由變頻器、變頻電機(jī)、齒輪箱和凸輪軸組成的凸輪軸驅(qū)動(dòng)模塊是配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力來源，使用變頻器調(diào)整變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速在0~2100r/min區(qū)間內(nèi)變動(dòng)，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行過程的全部轉(zhuǎn)速情況；使用液壓泵站及其油壓、溫度控制系統(tǒng)作為潤滑油供給模塊，提供壓力在0~0.6MPa的機(jī)油潤滑臺(tái)架各運(yùn)動(dòng)零件，并提供FHVVS正常工作必需的傳動(dòng)介質(zhì)；數(shù)據(jù)采集分析模塊通過多種傳感器取得試驗(yàn)臺(tái)架的各項(xiàng)參數(shù)，包括激光位移傳感器采集的氣門升程數(shù)據(jù)、齒圈信號(hào)傳感器獲得的上止點(diǎn)信號(hào)及轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速信號(hào)等，信號(hào)由高速采集卡采集存儲(chǔ)后，經(jīng)處理后用以對(duì)可變配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行多方面評(píng)價(jià)和優(yōu)化。試驗(yàn)過程中使用的關(guān)鍵儀器設(shè)備如表3