本文關鍵詞：多缸汽油機全可變氣門機構的設計及其性能模擬

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【摘要】：傳統(tǒng)發(fā)動機配氣定時往往不隨工況改變,無法兼顧全部的工況條件,是一種關于整機性能的折衷方案。近年來得到迅速發(fā)展的可變配氣正時技術能夠取代傳統(tǒng)的固定配氣定時技術,實現(xiàn)配氣定時的連續(xù)可變,在不同工況下都可以提供最佳的氣門開啟、關閉時刻和開啟升程,優(yōu)化配氣過程。本文以課題組自主研發(fā)的全可變氣門機構(FVVS)為研究對象,將該機構裝配在EQ486四缸汽油機的配氣機構上并改裝為FVVS試驗樣機。取消了原機的進氣凸輪軸,由設置在配氣凸輪與進氣門之間的全可變氣門機構控制進氣門的開啟；搭建了倒拖試驗臺架并對FVVS樣機在不同泄油相位角和不同倒拖轉速下的氣門運動規(guī)律進行了測量；通過AVL-BOOST軟件建立了發(fā)動機仿真模型,利用原機和FVVS樣機實測氣門升程數(shù)據預測了可變氣門正時試驗樣機泵氣損失的改善程度的趨勢。本文的主要內容如下：將自主研制的全可變氣門機構(FVVS)裝配在EQ486原機上,取代原機的進氣凸輪軸改為由FVVS控制進氣門的開閉。完成對原裝汽油機的改裝后開始搭建發(fā)動機實驗臺架,由電動機對發(fā)動機氣缸蓋進行倒拖試驗,利用激光位移傳感器對進氣門升程進行測取。試驗數(shù)據表明FVVS樣機可以實現(xiàn)對進氣門的有效控制,實現(xiàn)了進氣門開啟由0到最大設計升程(9.25mm),進氣遲閉角在263℃CA范圍內之間持續(xù)可變。試驗表明全可變氣門機構能夠實現(xiàn)在全部工況范圍內通過控制進氣門的運動規(guī)律來調節(jié)吸入氣缸的新鮮充量,基本實現(xiàn)了預期設計目標。利用AVL-BOOST仿真軟件建立EQ486汽油機的計算模型,并驗證了模型的可靠性。將氣門運動規(guī)律測量試驗實測的氣門升程數(shù)據根據不同的負荷要求輸入到仿真模型中進行模擬計算,原機進氣門升程數(shù)據同樣輸入到仿真模型中。通過將BOOST模型中原機節(jié)流閥設置不同的值以模擬不同的節(jié)氣門開度,而FVVS樣機模型選用不同的進氣門升程曲線來控制不同的進氣量,并在同一轉速下滿足兩種模式下的進氣量相同。對不同進氣早關角下的FVVS樣機缸內壓力變化進行對比。通過計算結果可以得出：FVVS樣機通過改變不同的泄油相位角控制氣門運動規(guī)律來控制進氣量,完全可以取代節(jié)氣門進而實現(xiàn)對汽油機負荷的控制。最后對某一固定轉速下不同充量系數(shù)下的原機與FVVS樣機泵氣損失的變化趨勢進行了預測,可以得出FVVS樣機可以在取消節(jié)氣門后通過全可變氣門機構來調節(jié)發(fā)動機吸入的工質量,大幅降低了進氣過程中的節(jié)流作用,有效降低了進氣過程中的泵氣損失,并且隨著充量系數(shù)的減小改善程度越明顯。
【關鍵詞】：全可變氣門機構 氣門運動規(guī)律 泵氣損失 性能模擬
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK413
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 可變氣門技術研究的目的及意義13-16
• 1.1.1 降低泵氣損失13-14
• 1.1.2 提高充量系數(shù)14-15
• 1.1.3 實現(xiàn)米勒循環(huán)15
• 1.1.4 實現(xiàn)汽油機可變排量15-16
• 1.2 可變氣門正時技術的發(fā)展現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 凸輪軸調相機構16-17
• 1.2.2 變換凸輪型線機構17-18
• 1.2.3 無凸輪軸式可變氣門機構18-19
• 1.3 發(fā)動機循環(huán)模擬研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 本文的主要內容20-23
• 第2章 全可變氣門機構原理及試驗樣機的試制23-37
• 2.1 全可變氣門機構構成23-24
• 2.2 全可變氣門機構的工作原理24-25
• 2.3 全可變氣門機構的控制原理25-28
• 2.3.1 泄油控制開關的工作原理25-26
• 2.3.2 配氣機構液壓挺柱的工作原理26-28
• 2.4 全可變氣門機構試驗樣機的試制28-35
• 2.4.1 試驗樣機的改裝設計28-30
• 2.4.2 試驗樣機配氣機構的結構設計30-31
• 2.4.3 油氣分離器的設計31-35
• 2.5 本章小結35-37
• 第3章 內燃機循環(huán)模擬的理論基礎及BOOST模型的建立37-49
• 3.1 缸內系統(tǒng)的熱力學模型37-42
• 3.1.1 建立模型的基本假設37-39
• 3.1.2 進排氣系統(tǒng)氣體流動計算39-42
• 3.2 AVL-BOOST仿真模型的建立42-48
• 3.2.1 軟件簡介42
• 3.2.2 BOOST仿真模型的建立42-44
• 3.2.3 模型參數(shù)的輸入44-48
• 3.3 本章小結48-49
• 第4章 BOOST仿真模型的驗證及氣門運動規(guī)律的研究49-59
• 4.1 BOOST仿真模型的驗證49-52
• 4.1.1 模型全局參數(shù)的設定49-50
• 4.1.2 實驗方案50
• 4.1.3 驗證結果與分析50-52
• 4.2 FVVS樣機氣門運動規(guī)律的測量52-57
• 4.2.1 試驗臺架的搭建52-53
• 4.2.2 試驗方案53-54
• 4.2.3 試驗結果與分析54-57
• 4.3 原機與FVVS樣機模擬計算的基本原理57
• 4.4 本章小結57-59
• 第5章 全可變氣門正時發(fā)動機性能的模擬59-65
• 5.1 采用進氣早關對缸內壓力的影響59-61
• 5.2 FVVS樣機與原機泵氣損失的對比61-63
• 5.3 本章小結63-65
• 總結與展望65-67
• 參考文獻67-73
• 致謝73-75
• 附件75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前3條

1 劉增文;王占學;黃紅超;蔡元虎;;變循環(huán)發(fā)動機性能數(shù)值模擬[J];航空動力學報;2010年06期

2 胡云萍;;內燃機機內氣體流動數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀[J];內燃機與動力裝置;2009年06期

3 康紅;劉勝吉;;內燃機工作過程模擬計算結果的準確性分析及應用[J];拖拉機與農用運輸車;2008年03期

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前2條

1 邵曉杰;基于6135Z柴油機的CNG單燃料發(fā)動機性能模擬研究[D];西南交通大學;2008年

2 強超;基于配氣凸輪驅動的全可變液壓氣門機構氣門運動規(guī)律的研究[D];山東大學;2013年

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本文編號：820741