滑閥式壓縮空氣發(fā)動機改裝實驗研究.pdf

1、汽車作為一種交通工具極大地方便了人們的生活和工作，隨著汽車的不斷發(fā)展，汽車的數(shù)量在逐年遞增。大量的汽車為世界帶來經(jīng)濟發(fā)展的同時也帶來了諸如環(huán)境污染、能源危機以及溫室效應(yīng)等一系列問題。為了改變這一狀況，世界各大汽車企業(yè)都開始了新能源汽車的研究開發(fā)，包括目前發(fā)展最快速的電動汽車、混合動力汽車，以及被汽車制造商稱為是未來汽車發(fā)展的最終目標(biāo)的燃料電池汽車等。而壓縮空氣作為一種清潔能源在許多室內(nèi)機床設(shè)備、小型手動工具等方面應(yīng)用廣泛，但是作為汽車動

2、力的發(fā)展卻稍顯遲緩，為此本課題研究了以壓縮空氣為動力的新能源汽車。
　　傳統(tǒng)汽車發(fā)動機的活塞式結(jié)構(gòu)已經(jīng)過了100多年歷史的檢驗，課題首先確定了在傳統(tǒng)內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)上進行一定的改動就實現(xiàn)壓縮空氣驅(qū)動的研究方案，這樣就可以減少許多工作量，研究工作的第一步就是先了解現(xiàn)有發(fā)動機的機構(gòu)，通過文獻資料分析內(nèi)燃機和氣動發(fā)動機之間可以利用的共同點以及完成設(shè)計的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。
　　經(jīng)過了前期的研究，最后確定了只需要在現(xiàn)有四沖程發(fā)動機上增加一套配氣裝

3、置，再連接上儲氣罐就可以完成一臺氣動發(fā)動機的改裝，本文設(shè)計了滑閥式的配氣裝置，該裝置可以通過一個通道實現(xiàn)氣動發(fā)動機的進氣和排氣功能。壓縮空氣存儲在耐壓20MPa的鋼瓶中，壓縮空氣先通過減壓設(shè)備減壓，再通過配氣機構(gòu)進入氣動發(fā)動機。改裝完成后經(jīng)過實驗證明設(shè)計的配氣機構(gòu)可以使氣動發(fā)動機運轉(zhuǎn)。
　　為優(yōu)化壓縮空氣發(fā)動機設(shè)計，在改裝后的氣動發(fā)動機上進行了詳細(xì)的臺架試驗。
　　首先確定了改裝發(fā)動機的最佳進氣提前角為上止點前10°CA，在

4、此基礎(chǔ)上進行了滑閥式配氣機構(gòu)的配氣效果驗證實驗，通過測試缸內(nèi)壓力曲線證明該配氣滑閥的配氣效果良好。為了研究氣動發(fā)動機在不同工況，不同配氣相位以及不同壓縮比時壓縮空氣的使用效率，提出一個評價氣動發(fā)動機性能的新指標(biāo)—氣動發(fā)動機缸內(nèi)平均有效壓力和平均壓力的比值。采用鋼、鋁和尼龍三種材料制作相同尺寸的配氣滑塊進行試驗，結(jié)果表明配氣滑塊的質(zhì)量，對氣動發(fā)動機動力性有影響。對進氣持續(xù)角為128°、143°和156°的尼龍材料配氣滑塊進行試驗，試驗結(jié)果