本文關(guān)鍵詞：基于能量回收的新型電控液壓可變氣門系統(tǒng)性能研究

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【摘要】：隨著汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展,能源與環(huán)境問題已經(jīng)成為急需解決的兩大難題�？勺儦忾T技術(shù)通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)氣門的正時與升程,使汽車燃油得到充分利用并能有效地降低汽車排放對環(huán)境的影響,因此在發(fā)動機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。本文以CA498柴油機(jī)為原型機(jī),提出了一種新型電控液壓可變氣門系統(tǒng),根據(jù)液壓系統(tǒng)工作參數(shù)的計算對主要系統(tǒng)部件進(jìn)行設(shè)計。然后建立旋轉(zhuǎn)閥、蓄能器以及液壓缸等系統(tǒng)部件工作的數(shù)學(xué)模型,利用Simulink軟件搭建整個系統(tǒng)仿真模型。仿真分析旋轉(zhuǎn)閥開閉、液壓缸油壓、蓄能器壓力以及氣門運動等系統(tǒng)動態(tài)性能,并通過臺架試驗驗證仿真結(jié)果。蓄能器壓力與氣門升程的仿真與試驗對比結(jié)果十分接近,這表明仿真模型能夠反映真實系統(tǒng)。提出可變氣門系統(tǒng)能量回收改進(jìn)方案,建立帶能量回收的可變氣門系統(tǒng)Simulink仿真模型。仿真分析改進(jìn)后系統(tǒng)的電磁閥控制、蓄能器壓力等動態(tài)特性并對比分析有、無能量回收氣門系統(tǒng)的動態(tài)性能與能耗。分析結(jié)果表明帶能量回收氣門系統(tǒng)對改進(jìn)前系統(tǒng)的氣門運動以及液壓缸油壓等動態(tài)性能影響很小并且該系統(tǒng)節(jié)能約20%。然后通過仿真分析氣門彈簧剛度、蓄能器初值壓力等參數(shù)對氣門運動的影響,優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。為分析可變氣門系統(tǒng)對柴油機(jī)性能影響,建立原柴油機(jī)的GT-Power模型并通過臺架試驗驗證。驗證結(jié)果表明柴油機(jī)有效性能指標(biāo)如功率、轉(zhuǎn)矩等試驗與仿真誤差范圍較小,原柴油機(jī)仿真模型能夠反映柴油機(jī)真實的工作情況。在此基礎(chǔ)上建立帶可變氣門系統(tǒng)的柴油機(jī)GT-Power仿真模型,并以最低燃油消耗率為目標(biāo)對氣門相位進(jìn)行優(yōu)化。對比仿真分析柴油機(jī)優(yōu)化前后的性能,分析結(jié)果顯示優(yōu)化后的柴油機(jī)動力性提升7%~11%,經(jīng)濟(jì)性提升6~9%,帶可變氣門系統(tǒng)后柴油機(jī)總體節(jié)能效果明顯。
【關(guān)鍵詞】：電控液壓 可變氣門 能量回收 系統(tǒng) 性能 設(shè)計 柴油機(jī)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.134.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12
• 1.2 可變氣門技術(shù)發(fā)展及分類12-14
• 1.3 可變氣門技術(shù)研究現(xiàn)狀14-19
• 1.3.1 凸輪軸驅(qū)動系統(tǒng)可變氣門14-16
• 1.3.2 無凸輪軸驅(qū)動系統(tǒng)可變氣門16-19
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容19-20
• 第2章 電控液壓可變氣門系統(tǒng)設(shè)計及仿真模型建立20-38
• 2.1 引言20
• 2.2 本文研究的電控液壓可變氣門系統(tǒng)20-21
• 2.3 液壓系統(tǒng)工作參數(shù)研究21-24
• 2.3.1 額定壓力與額定流量計算21-22
• 2.3.2 電動機(jī)和液壓泵額定參數(shù)計算22-23
• 2.3.3 系統(tǒng)工作配件選取23-24
• 2.4 系統(tǒng)主要組成部件設(shè)計24-29
• 2.4.1 液壓缸的設(shè)計24-27
• 2.4.2 旋轉(zhuǎn)閥組件的設(shè)計27-28
• 2.4.3 相位轉(zhuǎn)換器的設(shè)計28-29
• 2.5 可變氣門系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立29-35
• 2.5.1 系統(tǒng)假設(shè)與簡化29-31
• 2.5.2 系統(tǒng)部件工作數(shù)學(xué)模型31-35
• 2.6 系統(tǒng)Simulink仿真模型建立35-37
• 2.6.1 仿真軟件介紹35-36
• 2.6.2 可變氣門系統(tǒng)仿真模型建立36-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第3章 氣門系統(tǒng)仿真分析及能量回收系統(tǒng)研究38-54
• 3.1 引言38
• 3.2 系統(tǒng)動態(tài)性能仿真分析與試驗38-45
• 3.2.1 旋轉(zhuǎn)閥流量及泄漏仿真分析38-39
• 3.2.2 蓄能器壓力及液壓缸油壓仿真分析39-41
• 3.2.3 氣門運動規(guī)律仿真分析41-42
• 3.2.4 氣門系統(tǒng)仿真模型試驗驗證42-45
• 3.3 可變氣門系統(tǒng)能量回收方案45-46
• 3.3.1 可回收能量方式分析45
• 3.3.2 帶能量回收可變氣門系統(tǒng)方案45-46
• 3.4 帶能量回收可變氣門系統(tǒng)仿真分析46-53
• 3.4.1 系統(tǒng)各部件動態(tài)特性仿真分析46-49
• 3.4.2 帶能量回收可變氣門系統(tǒng)節(jié)能分析49-51
• 3.4.3 系統(tǒng)參數(shù)對氣門運動規(guī)律的影響分析51-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第4章 帶可變氣門系統(tǒng)的柴油機(jī)性能研究54-72
• 4.1 引言54
• 4.2 原柴油機(jī)GT-Power仿真模型建立54-60
• 4.2.1 發(fā)動機(jī)仿真軟件簡介54-55
• 4.2.2 發(fā)動機(jī)GT-Power仿真數(shù)學(xué)理論55-59
• 4.2.3 柴油機(jī)GT-Power仿真模型59-60
• 4.3 柴油機(jī)臺架試驗及仿真模型標(biāo)定60-64
• 4.3.1 柴油機(jī)臺架試驗準(zhǔn)備60-61
• 4.3.2 柴油機(jī)臺架試驗內(nèi)容61-62
• 4.3.3 柴油機(jī)GT-Power模型標(biāo)定62-64
• 4.4 柴油機(jī)氣門相位優(yōu)化仿真模型64-66
• 4.4.1 原CA498柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)改裝64-65
• 4.4.2 氣門相位優(yōu)化GT-Power仿真模型65-66
• 4.5 柴油機(jī)性能優(yōu)化結(jié)果分析66-71
• 4.5.1 柴油機(jī)氣門正時優(yōu)化結(jié)果分析66-68
• 4.5.2 柴油機(jī)性能指標(biāo)優(yōu)化結(jié)果分析68-70
• 4.5.3 優(yōu)化后柴油機(jī)節(jié)能計算與分析70-71
• 4.6 本章小結(jié)71-72
• 總結(jié)與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77-78
• 附錄A (攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)78

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本文編號：778244