柴油機(jī)可變氣門系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真研究.pdf

1、能源匱乏與環(huán)境污染是目前汽車工業(yè)必須要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問題,開發(fā)低能耗、環(huán)境友好的車用發(fā)動(dòng)機(jī)是當(dāng)今汽車工業(yè)的主要發(fā)展方向。傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門由凸輪驅(qū)動(dòng),固定凸輪型線決定了氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律,這往往只能保證發(fā)動(dòng)機(jī)某一工況的性能,很難使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都達(dá)到最佳性能。可變氣門技術(shù)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況實(shí)現(xiàn)可變氣門升程和氣門正時(shí),是一種有效的改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能、降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放的方法。
　　作者為了實(shí)現(xiàn)某柴油機(jī)的可變氣門技術(shù),在詳細(xì)分析了國內(nèi)外各種可變氣門

2、技術(shù)的結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置方便的電子控制液壓驅(qū)動(dòng)可變氣門系統(tǒng)。并且詳細(xì)介紹了該可變氣門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。
　　為了研究可變氣門系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)對(duì)氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響,作者利用MATLAB軟件建立了可變氣門系統(tǒng)仿真模型,在此基礎(chǔ)上對(duì)主要結(jié)構(gòu)參數(shù),如驅(qū)動(dòng)活塞直徑、電磁閥流通面積、進(jìn)油孔直徑、氣門彈簧剛度、氣門彈簧預(yù)緊力和供油壓力對(duì)氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律,特別是附加升程啟閉特性進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)

3、現(xiàn)驅(qū)動(dòng)活塞直徑、電磁閥流通面積和進(jìn)油孔直徑對(duì)氣門附加升程的啟閉都有影響,氣門彈簧剛度和彈簧預(yù)緊力主要影響附加升程的關(guān)閉,而進(jìn)油壓力只對(duì)附加升程開啟速度有影響。另外還通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞和氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析,確定了可變氣門系統(tǒng)的工作范圍。在以上結(jié)果的基礎(chǔ)上確定了一組可變氣門系統(tǒng)最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù),在此參數(shù)下可變氣門系統(tǒng)可以靈活調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速時(shí)的進(jìn)氣門晚關(guān)角度,并通過仿真確定了控制MAP。
　　使用GT-POWER軟件建立的發(fā)動(dòng)機(jī)模型并通過

4、試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上研究了不同進(jìn)氣門升程和進(jìn)氣門晚關(guān)角度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣性能的影響,結(jié)果顯示,在原機(jī)氣門升程的基礎(chǔ)上增加1.7mm、2.2mm和3.0mm的附加升程沒有減小進(jìn)氣阻力,進(jìn)氣量不變;隨著進(jìn)氣門晚關(guān)角度從0°CA增大到80°CA,有效壓縮比從17.0減小到6.4,缸內(nèi)氣體明顯回流,進(jìn)氣量減少,而三種附加升程在相同晚關(guān)角度時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量相同,說明在這三種附加升程情況下,影響氣體回流的主要因素是晚關(guān)角度。