本文關鍵詞：基于468Q發(fā)動機的可變配氣機構設計

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【摘要】：可變配氣技術作為當前發(fā)動機配氣系統(tǒng)的研發(fā)熱點,其在燃油經濟性和動力性這兩個問題上有著優(yōu)異的表現。從全世界范圍來看,這項技術的發(fā)展經歷了凸輪軸兩極調相機構、改變凸輪型線機構并最終實現了全可變氣門機構。本文針對電磁、電液控制響應慢的問題在468Q發(fā)動機的基礎上設計了一款結合機械、液壓和電磁的可變配氣機構(EHMVA)。首先對各國典型可變配氣機構進行分類研究。結合各公司的設計理念對本機構設計進行指導和參照,并最終確定本機構的結構形式。其中,挺柱負責氣門的落座緩沖和小升程型線的控制,柱塞負責氣門升程大于原機構的控制。對于挺柱套/挺柱和挺柱/柱塞兩套系統(tǒng),其工作原理與液壓缸類似,所以設計時按照液壓缸的設計原則進行計算。機構所要實現的過程可以歸納為以下兩點功能:(1)對于挺柱,要求其在氣門配氣凸輪緩沖段前20°CA,挺柱套內腔開始充油使挺柱開始升起,最晚在緩沖段工作10°CA時到達指定位置;在氣門落座前20°CA內完成泄油工作,使氣門穩(wěn)定落座。(2)對于柱塞,要求其在氣門開啟前60°CA內完成下一循環(huán)的可變配氣升程調節(jié);從最高升程位置開始進入ECU控制的自由泄油階段,但在落座前20°CA時進行強制泄油以關閉氣門。按照所要達到的效果進行了EHMVA的結構設計,并根據具體計算求出液壓缸各參數、各個孔的直徑、柱塞的尺寸以及液壓泵的選取。最后根據所設計的機構分別建立AVL EXCITE TD模型以及AMESim模型。在AMESim中主要對機構的液壓控制系統(tǒng)進行仿真。根據設計可知兩套液壓缸系統(tǒng)的工作原理相同,所以在建模時僅針對一套系統(tǒng)進行,而另一套則輸入不同參數即可。在AVL中主要對機構的配氣凸輪型線進行優(yōu)化,以確定其滿足運動學和動力學的設計要求。在對EHMVA系統(tǒng)進行仿真前,先對原機構進行逆向擬合并仿真,并以此作為標準對新凸輪進行調試,使其克服原機構的不足之處。本文在468Q發(fā)動機的基礎上完成了EHMVA系統(tǒng)的設計并進行建模仿真。從結論上看,本文所設計的可變配氣機構實現了初始設定目標。
【關鍵詞】：可變配氣機構 AVL EXCITE TD 模擬計算 凸輪型線 AMESim
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U464
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1. 緒論11-15
• 1.1 課題的目的與意義11-12
• 1.2 可變配氣技術的優(yōu)點12-13
• 1.3 FVVT發(fā)展現狀13-14
• 1.3.1 國外現狀13-14
• 1.3.2 國內現狀14
• 1.4 課題研究的內容14-15
• 2. 可變配氣機構工作原理15-29
• 2.1 配氣機構分類15-17
• 2.1.1 常規(guī)凸輪驅動配氣機構15
• 2.1.2 凸輪驅動可變配氣機構15
• 2.1.3 無凸輪驅動配氣機構15-17
• 2.2 無凸輪配氣系統(tǒng)分類17-19
• 2.2.1 以電磁為驅動力的配氣機構17-18
• 2.2.2 以電液為驅動力的配氣機構18-19
• 2.2.3 以電氣為驅動力的配氣機構19
• 2.3 典型可變配氣系統(tǒng)工作原理19-28
• 2.3.1 美國可變配氣機構研究進展20-22
• 2.3.2 亞洲可變配氣機構研究進展22-24
• 2.3.3 歐洲可變配氣機構研究進展24-28
• 2.4 本章小結28-29
• 3. 基于 468Q發(fā)動機的可變配氣機構設計29-47
• 3.1 EHMVA可變配氣機構的組成及工作原理29-32
• 3.1.1 EHMVA可變配氣機構的組成29-30
• 3.1.2 EHMVA可變配氣機構的工作原理30-32
• 3.2 EHMVA可變配氣機構的設計32-46
• 3.2.1 升程調節(jié)柱塞與挺柱的結構設計33-37
• 3.2.2 升程調節(jié)挺柱套與挺柱的結構設計37-39
• 3.2.3 油道3的各孔計算39-40
• 3.2.4 油道2的各孔計算40-41
• 3.2.5 油道1的各孔計算41-42
• 3.2.6 液壓泵的選取42-44
• 3.2.7 柱塞的計算44-46
• 3.3 本章小結46-47
• 4. 基于AVL Timing Drive的可變配氣機構校核和原機建模47-67
• 4.1 EHMVA可變配氣機構的校核47-49
• 4.1.1 挺柱套校核47-48
• 4.1.2 挺柱校核48-49
• 4.2 EHMVA可變配氣機構的系統(tǒng)控制49-50
• 4.3 原機配氣機構的參數確定50-59
• 4.3.1 緩沖段的重建51-56
• 4.3.2 基本段的重建56-59
• 4.4 原機配氣機構的建模59-62
• 4.5 原機動力學仿真62-65
• 4.5.1 對凸輪的要求62-63
• 4.5.2 對氣門的要求63-64
• 4.5.3 對氣門彈簧的要求64-65
• 4.6 本章小結65-67
• 5. 基于AMESim的可變配氣機構液壓系統(tǒng)建模與校核67-80
• 5.1 AMESim的介紹67-68
• 5.2 液壓系統(tǒng)的建模68-72
• 5.2.1 液壓系統(tǒng)各組成元件69-70
• 5.2.2 系統(tǒng)模型的簡化說明70
• 5.2.3 AMESim模型的工作過程70-72
• 5.3 液壓系統(tǒng)仿真結果72-79
• 5.3.1 挺柱和挺柱套組成的液壓缸系統(tǒng)72-75
• 5.3.2 柱塞和挺柱組成的液壓缸系統(tǒng)75-79
• 5.4 本章小結79-80
• 6. EHMVA可變配氣機構的仿真80-91
• 6.1 EHMVA可變配氣機構運動學仿真80-83
• 6.1.1 緩沖段末端速度81
• 6.1.2 正加速度脈沖寬度81-82
• 6.1.3 曲率半徑和階躍82-83
• 6.1.4 豐滿度83
• 6.2 EHMVA可變配氣機構動力學仿真83-89
• 6.2.1 從動件飛脫84-85
• 6.2.2 氣門反跳85
• 6.2.3 氣門磨損85-86
• 6.2.4 氣門彈簧86-87
• 6.2.5 凸輪潤滑油膜87-89
• 6.3 本章小結89-91
• 7. 總結與展望91-93
• 7.1 總結91-92
• 7.2 展望92-93
• 參考文獻93-99
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果99-100
• 致謝100-101

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