【摘要】：在能源危機(jī)和環(huán)境問題的時(shí)代背景下,煤層氣作為代用燃料越來越受到人們的關(guān)注與重視。煤層氣是一種低環(huán)境污染能源,其包括甲烷、重?zé)N氣體、氮?dú)庖约岸趸嫉�。山西省煤層氣資源儲存量大,可以就地開發(fā)利用,減少運(yùn)輸成本和直接排放,有優(yōu)秀的市場環(huán)境與資源。在以柴油機(jī)為基型的火花塞點(diǎn)火式煤層氣發(fā)動機(jī)改造研究過程中,由于勝動公司對原396柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的改造結(jié)果在工作過程中存在氣門沖擊較大、磨損嚴(yán)重等問題,通過對原機(jī)配氣機(jī)構(gòu)動力學(xué)計(jì)算及其凸輪型線反求分析,實(shí)現(xiàn)煤層氣發(fā)動機(jī)配氣凸輪型線動力學(xué)優(yōu)化。配氣凸輪作為發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件,在驅(qū)動氣門的打開與閉合的同時(shí),完成有規(guī)律運(yùn)動,因此配氣機(jī)構(gòu)凸輪型線優(yōu)化設(shè)計(jì)尤為重要,一方面可以改善氣門的落座沖擊,另一方面可有效提高氣門時(shí)面值,增大充量系數(shù),以少量的燃料消耗獲取較大功率。本文采用AVL-Excite Timing Drive軟件,建立了配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)仿真模型,并對其模型的剛度參數(shù)、阻尼參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。結(jié)合配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)評價(jià)指標(biāo),針對原機(jī)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真分析,包括彈簧裕度、氣門躍度、潤滑特性和氣門落座力等;總結(jié)了原機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)氣門凸輪和氣門磨損的原因,包括進(jìn)排氣門加速度曲線不光滑、進(jìn)排氣門的最大躍度值太大、進(jìn)排氣門凸輪型線在打開側(cè)的豐滿系數(shù)偏高、進(jìn)排氣最小潤滑系數(shù)超過工程要求、進(jìn)氣凸輪與挺柱最大接觸應(yīng)力超過了材料許用應(yīng)力。針對原機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)仿真所出現(xiàn)的問題,根據(jù)凸輪型線的設(shè)計(jì)理論,對原機(jī)凸輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),包括優(yōu)化后進(jìn)排氣凸輪的緩沖段都采用等加速—等速緩沖段,工作段都采用分段加速度,打開段和關(guān)閉段都采用非對稱的形式。對優(yōu)化后的凸輪型線配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)仿真并與原機(jī)進(jìn)行對比分析,并針對氣門座磨損量進(jìn)行計(jì)算分析。由于時(shí)間的局限未用發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證,因此采用AVL-Boost軟件對優(yōu)化后的進(jìn)排氣凸輪型線進(jìn)行工作過程分析與仿真驗(yàn)證。通過仿真分析與驗(yàn)證得到,優(yōu)化后配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)性能均得到優(yōu)化與改善;優(yōu)化后配氣機(jī)構(gòu)比原機(jī)氣門落座沖擊力與氣門座圈磨損量減小;優(yōu)化后配氣機(jī)構(gòu)比原機(jī)在經(jīng)濟(jì)性與動力性都有所提高。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK464
【圖文】：

研究內(nèi)容流程圖

配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程圖

搖臂運(yùn)動分析圖

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9 賀

本文編號：2763401