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研究生:鄭永強
研究生(外文):Yuan-Chiang Cheng
論文名稱:新型磁流變液式可變氣門正時與升程機構之設計與動態分析
論文名稱(外文):Dynamic Analysis and Design of the New Type of MRF-type Variable Valve Timing and Lift Mechanism
指導教授:鐘證達鐘證達引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:車輛工程系碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:95
中文關鍵詞:可變氣門正時可變升程磁流變液機構設計
外文關鍵詞:variable valve timingvariable liftmagnetorheological fluidmechanism design
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本研究是提出一新型磁流變液式可變氣門正時與升程機構之設計與動態分析,以實體機車引擎之機件構造加以修改組合作初步設計,並參考Fiat MultiAir系統模式為最終目標。使用Solidworks電腦輔助設計軟體進行機構模型設計,再利用Adams機構分析軟體作動態模擬分析。此機構模型是將傳統氣門機構之單搖臂改良成一組有調整搖臂及調整軸之搖臂組;將凸輪搖臂固定軸改良為外徑上有凸件的調整軸,而凸輪搖臂中挖槽並放置調整軸,且在兩者間加入磁流變液,並在凸輪搖臂外圍纏繞線圈,當線圈通電時,磁流變液將變為固態。藉由線圈通電與否改變磁流變液狀態進而調整搖臂角度變化,達到不同高低的氣門升程變化及可變氣門正時的功能。本研究針對所設計之可變氣門機構做相關氣門升程圖並論述其優缺點並完成初步設計。本機構能完成多重氣門升程及可變氣門正時的功能。

關鍵詞:可變氣門正時、可變升程、磁流變液、機構設計


This paper is to propose a new type of MRF-type variable valve timing and lift mechanism design and dynamic analysis, while the components of real car-engine for composition and modification as preliminary design, and with reference to Fiat MultiAir system mode for the ultimate goal . Using computer-aided design software Solidworks to create models, and then using the simulation software Adams is used to do dynamic simulation analysis. This model is intended to modify the conventional single rocker arm into a set of adjustment rocker arm and adjustment shaft; the fixed shaft of the cam rocker is improved as adjustment shaft with adjustable object at outer diameter, the cam rocker in trenching and set adjustment shaft, the magnetorheological(MR) fluid is added between them, and the periphery of the cam rocker arm wound coil, when the electromagnetic coil is energized, the magnetorheological fluid to solid. With the coil is energized or not to change the status of MRF and then adjust the change of rocker arm angle, to achieve the functions of different valve lift and variable valve timing. In this study, the variable valve mechanism designed to do the relevant valve lift diagram and discuss their advantages and disadvantages and completed the preliminary design. The agency can perform functions of multi lift and variable valve timing.

Keywords: variable valve timing, variable lift, magnetorheological fluid, mechanism design


摘要.......................................i
Abstract..................................ii
誌謝.......................................iv
目錄.......................................v
表目錄.....................................ix
圖目錄.....................................x
第一章 緒論................................1
1.1前言....................................1
1.2文獻回顧................................2
1.2.1可變氣門機構...........................2
1.2.2磁流變液應用相關研究....................6
1.3研究動機與目的............................6
1.4本文架構.................................7
第二章 基本概念與可變氣門機構介紹..............8
2.1 基本概念................................8
2.2 可變氣門正時系統.........................13
2.2.1 氣門開啟與關閉時刻.....................14
2.3 氣門正時與引擎性能之關係..................15
2.4 Fiat MultiAir可變氣門機構...............20
2.4.1 MultiAir系統構造與原理.................20
2.4.2 MultiAir各工作模式介紹.................22
第三章 磁流變液簡介..........................26
3.1磁流變液簡介.............................26
3.2磁流變液力學特性..........................27
3.2.1牛頓流體...............................27
3.2.1賓漢塑性流體...........................27
3.3磁流變液應用.............................28
3.4磁流變液在氣門機構上之應用................29
第四章 新型磁流變液可變氣門正時與升程機構......31
4.1傳統氣門機構.............................31
4.1.1氣門搖臂..............................33
4.1.2固定軸................................33
4.2新型氣門機構.............................34
4.2.1調整軸................................34
4.2.2凸輪端搖臂.............................35
4.2.3氣門端搖臂.............................37
4.2.4 側蓋..................................37
4.2.5搖臂復位彈簧...........................38
4.3 新型機構組裝配置及作動說明................38
4.3.1新型機構組裝配置........................38
4.3.2機構作動說明............................39
第五章 新型機構動態模擬分析...................45
5.1 Adams參數設定...........................45
5.1.1材質參數設定............................45
5.1.2接頭設定...............................46
5.1.3桿件接觸設定............................48
5.1.4氣門彈簧參數設定.........................49
5.1.5搖臂復位彈簧及扭矩彈簧參數設定............50
5.1.6磁流變液模擬參數設定.....................52
5.2動態模擬分析結果..........................53
5.2.1基本設計之凸輪軸轉速60rpm................53
5.2.2提升凸輪軸轉速至180rpm..................58
5.2.3提升凸輪軸轉速至750rpm..................69
5.2.4提升凸輪軸轉速至2000rpm.................80
5.2.5提升凸輪軸轉速至4500rpm.................83
5.2.6氣門搖臂扭力............................84
5.3磁流變液控制的設計條件.....................84
第六章 結論與未來研究方向.....................86
6.1結論.....................................86
6.2未來研究方向..............................87
參考文獻....................................88
Extended Abstract..........................91
簡歷.......................................95


[1]姜禮任,「引擎可變氣門機構動態模擬分析」,國立中央大學機械工程研究所,碩士論文,台中,民國九十四年。
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[3]陳志彰,「氣門揚程調整裝置之創新設計」,國立台北科技大學機電整合研究所,碩士論文,台北,民國九十七年。
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[5]張政傑,「新型雙搖臂式無段可變正時與升程汽門機構」,國立虎尾科技大學,碩士論文,雲林,民國九十八年。
[6]陳裕智,「使用ADAMS在新型雙搖臂式無段可變正時與升程氣門機構動態模擬分析」,國立虎尾科技大學,碩士論文,雲林,民國九十九年。
[7]杜政憲,「新型雙搖臂式氣門機構的設計與動態模擬分析」,國立虎尾科技大學,碩士論文,雲林,民國一百年。
[8]張仕欣,「新型雙搖臂式氣門機構推頂曲面及凸輪設計與動態分析」,國立虎尾科技大學,碩士論文,雲林,民國一百年。
[9]http://news.u-car.com.tw/news-detail.asp?nid=8900
[10]http://www.toyota.co.jp
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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