可變配氣相位系統(tǒng)對汽油機(jī)性能的影響研究.pdf

1、可變配氣相位(Variable Valve Timing,VVT)作為一種提高發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能環(huán)保性能的重要手段,在發(fā)動(dòng)機(jī)上獲得了廣泛的應(yīng)用。合理的可變配氣相位機(jī)構(gòu)可在變工況時(shí)自動(dòng)地改變配氣相位和氣門升程以增加充氣效率,從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速平穩(wěn)性和動(dòng)力性,降低發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放。
　　本文以某直列四缸四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對象,基于AVL-BOOST與Isight聯(lián)合仿真平臺(tái),分析比較了兩種不同的VVT系統(tǒng)方案對發(fā)動(dòng)

2、機(jī)性能的影響,確定了適合于該發(fā)動(dòng)機(jī)的VVT系統(tǒng)方案;針對所采用的VVT系統(tǒng),以配氣相位角為控制參數(shù),以動(dòng)力性指標(biāo)為優(yōu)化目標(biāo),獲得了發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的最佳配氣相位;以3600r/min全負(fù)荷工況為例,基于多維數(shù)值模型,分析比較了采用VVT系統(tǒng)前后缸內(nèi)流場、油汽混合物濃度場等的分布狀況,所得結(jié)論對于VVT系統(tǒng)在該發(fā)動(dòng)機(jī)上的實(shí)際應(yīng)用具有重要的參考價(jià)值。
　　論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1)應(yīng)用AVL-BOOST建立了發(fā)動(dòng)

3、機(jī)工作過程一維仿真模型,并用試驗(yàn)數(shù)據(jù)對模型基準(zhǔn)工況進(jìn)行了標(biāo)定,在此基礎(chǔ)上,對變工況下燃燒放熱率的3個(gè)主要參數(shù):燃燒起始角、燃燒持續(xù)角和燃燒品質(zhì)指數(shù)進(jìn)行了預(yù)測;
　　2)設(shè)計(jì)了兩種VVT系統(tǒng)方案,基于AVL-BOOST與Isight聯(lián)合仿真優(yōu)化平臺(tái),采用多島遺傳算法,分析比較了兩種VVT系統(tǒng)方案在外特性下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能,綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性與機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)性,確定方案一為最終的VVT系統(tǒng)方案;
　　3)確定了轉(zhuǎn)速、負(fù)荷變化時(shí),通過節(jié)

4、氣門的流量系數(shù)和壓降、空燃比、點(diǎn)火提前角以及燃燒品質(zhì)指數(shù)的變化規(guī)律,基于AVL-BOOST與Isight聯(lián)合仿真優(yōu)化平臺(tái),采用多島遺傳算法獲得到了變工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳配氣相位角。結(jié)果表明:采用VVT系統(tǒng)后明顯改善了低速工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性,有效轉(zhuǎn)矩和有效功率比原機(jī)最大增加了10.6％;
　　4)基于AVL-FIRE軟件,分析比較了3600r/min,全負(fù)荷工況下采用VVT系統(tǒng)前后發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)流場、溫度場、油汽混合物濃度場及 NO的分