摘要：可变气门正时技术（Variable Valve Timing）是汽车发动机当前提高进气充量和增大发动机功率的主要发展方向。我国现有摩托车总保有量达1.03亿辆，将VVT技术应用在摩托车发动机上具有重要的意义。这套机构主要由正时链轮机构、两进气凸轮、摇臂切换机构和高、低速进气摇臂组成[1]。两进气摇臂根据发动机的运行工况进行切换，即低速摇臂在发动机低速、低负荷工况时由低速凸轮驱动从而控制进气门的运动规律，高速摇臂在发动机高速、高负荷工况时由高速凸轮驱动进而控制进气门的运动规律[2]。摇臂作为VVT机构中最关键的零部件之一，受力复杂，其要求较高。本文主要针对某型单顶置凸轮轴汽油发动机设计了一种可变配气正时摇臂，并对其进行有限元分析：进气低速与高速时摇臂的设计与有限元分析，高低速时摇臂的接触应力分析，最后根据分析结果提出摇臂改进措施，重新优化设计。

关键词：可变气门正时技术  摇臂设计  有限元分析  接触应力分析

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

1 绪 论-5

1.1可变气门正时发动机的基本原理-5

1.2车用VVT发动机在国内外的发展历程-6

1.2.1国内发展趋势-6

1.2.2国外发展趋势-7

1.3 选择本课题的意义-8

2 VVT摇臂零件设计-9

2.1 高低速摇臂的切换过程-10

2.2 摇臂的结构-11

2.3 摇臂比-11

2.4 摇臂润滑-11

2.5 摇臂材料的选用-11

2.6 摇臂设计的难点-11

2.7 摇臂与凸轮轴间接触应力的计算-12

3 VVT机构三维实体建模-14

3.1 CATIA零件存放准则-14

3.2 CATIA零件三维实体建模-14

3.3 CAITA零件三维实体修饰-16

3.4 CATIA部件装配设计-17

3.5 VVT机构摇臂材料的选用-18

4 有限元分析-20

4.1 有限元分析简介-20

4.1.1有限元分析的一般步骤-20

4.1.2有限元分析法的优越性-20

4.1.3边界条件的建立-21

4.2 摇臂受力简化（边界条件）-21

4.3 摇臂网格划分-22

4.4 未切换时低速摇臂受力最大时分析结果-24

4.5 切换时高低速摇臂接触受力分析结果-25

4.6 原机与VVT发动机性能对比-26

5 结 论-28

参考文献-29