四缸四氣門排放達(dá)歐Ⅱ柴油機(jī)的開發(fā)研究.pdf

1、高速四氣門直噴式車用柴油機(jī)是今后的發(fā)展方向,中國針對這種技術(shù)也進(jìn)行了大量的探索和試驗(yàn)研究,但作為實(shí)際應(yīng)用在中國尚屬起步階段.該文以具體的四氣門柴油機(jī)機(jī)型為開發(fā)研制目標(biāo),較全面研究和論述了四氣門增壓中冷排放達(dá)歐2柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計要求,最終完成了樣機(jī)的試制、組裝和試驗(yàn)研究.該文首先介紹了四氣門柴油機(jī)氣缸蓋的設(shè)計特點(diǎn),其中重點(diǎn)是進(jìn)排氣道的分析研究.螺旋氣道主要是在氣道內(nèi)產(chǎn)生渦流空氣運(yùn)動,因此所獲得的渦流與相對氣缸中心的氣門位置無關(guān),氣門

2、升程對渦流比幾乎沒有影響.螺旋氣道通過氣門間隙與缸壁的氣流相互作用也產(chǎn)生渦流,因此,渦流數(shù)取決于相應(yīng)氣缸中心的螺旋線方位.切向氣流通過氣門間隙到氣缸壁外的氣流噴嘴撞擊產(chǎn)生的,因此所產(chǎn)生的渦流取決于缸壁和氣流噴嘴之間的角度,取決于氣道定位和氣道澆口部分的方向和形狀.在四氣門缸蓋上,螺旋氣道與切向氣道的氣流相互作用,渦流特性在整個氣門升程范圍內(nèi)都是平滑的.螺旋線(氣道)位于切向氣道的上游,以使來自螺旋線外流的惡化減至最小,并獲得切向氣道氣流

3、的最佳支持.缸體設(shè)計主要圍繞著如何提高強(qiáng)度和剛度展開的,每缸采用4個缸蓋螺栓排列緊固,與主軸承螺栓基本位于一個軸線上,水套外壁和裙部采用弧形結(jié)構(gòu),適當(dāng)布置加強(qiáng)筋,封閉現(xiàn)產(chǎn)品中存在的挺柱腔開口,從而可以保證良好強(qiáng)度和剛度.連桿小頭采用楔形,既提高承載能力又使質(zhì)量最輕;曲軸采用良好的氮化處理工藝,可以滿足歐2排放水平(130 bar的氣缸最高爆發(fā)壓力)的強(qiáng)度需要;噴油泵采用BOSCH公司P7100型,供油壓力可達(dá)1050 bar,等等.建立

4、了N次諧波凸輪和配氣系統(tǒng)動力學(xué)計算的數(shù)學(xué)模型,利用Mathworks公司的MATLAB語言編寫了相應(yīng)的計算程序.計算結(jié)果表明,N次諧波凸輪時面值較大,具有較好的充氣效率.氣門最大速度、最大加速度小,曲線均比較光滑,工作平穩(wěn),能夠大大減小振動、機(jī)械噪聲和接觸應(yīng)力,提高了零件的可靠性和使用壽命.該文直接采用13工況排放檢測數(shù)據(jù),進(jìn)行樣機(jī)各種性能的分析和對比.結(jié)果發(fā)現(xiàn)四氣門柴油機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)都非常理想,顯示了四氣門柴油機(jī)在未來發(fā)展上所獨(dú)有的