單頂置凸輪軸式發(fā)動機(jī)VVT機(jī)構(gòu)的研究.pdf

1、配氣機(jī)構(gòu)作為汽車發(fā)動機(jī)的重要部件之一在發(fā)動機(jī)工作過程中起著決定性作用。傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)擁有固定配氣相位，它是通過各種不同配氣相位的試驗(yàn)，從中選取某一固定配氣相位兼顧各種工況，是發(fā)動機(jī)性能的一種折衷方案，因而不可能在各種情況下達(dá)到最佳性能。為了保證發(fā)動機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣性能，氣門機(jī)構(gòu)的設(shè)計已成為國內(nèi)外發(fā)動機(jī)設(shè)計的核心技術(shù)之一。摩托車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍比汽車大的多，其高、低速工況對配氣相位要求差異很大，所以對摩托車發(fā)動機(jī)來說，固定配氣相位就會暴露

2、出很多的缺點(diǎn)。與汽車發(fā)動機(jī)相比，更加迫切需要可變氣門技術(shù)改善其綜合性能。傳統(tǒng)可變氣門機(jī)構(gòu)采用液壓驅(qū)動方式，受制造成本和機(jī)構(gòu)復(fù)雜性的限制，目前還沒有在小型單缸汽油機(jī)上應(yīng)用可變氣門配氣機(jī)構(gòu)。
　　本文以濟(jì)南輕騎K157型號摩托車發(fā)動機(jī)為研究對象，研制一種移動搖臂軸式的可變配氣機(jī)構(gòu)，通過移動搖臂軸實(shí)現(xiàn)高低速搖臂的嚙合與分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工作凸輪在高速凸輪和低速凸輪之間轉(zhuǎn)換，來滿足發(fā)動機(jī)不同工況下的要求，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)各工況下的最佳配氣定時，改善

3、經(jīng)濟(jì)性、動力性及排放性，推動了VVT技術(shù)在中小排量單頂置凸輪軸摩托車發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用步伐。完成的工作如下:
　　首先，完成了VVT機(jī)構(gòu)的設(shè)計工作。本文重點(diǎn)介紹了移動搖臂軸式VVT機(jī)構(gòu)的總體布局、主要零部件的作用及機(jī)構(gòu)的工作原理;并且從進(jìn)氣搖臂軸能夠順利移動、高低速搖臂能夠順利嚙合、高速搖臂與高速凸輪能夠緊密貼合三個方面在理論上進(jìn)行了可行性分析，驗(yàn)證了VVT機(jī)構(gòu)能夠順利運(yùn)行。
　　其次，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)循環(huán)仿真的理論基礎(chǔ)和K157發(fā)動

4、機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用BOOST軟件建立了K157發(fā)動機(jī)的一維流動仿真模型，對K157發(fā)動機(jī)BOOST模型參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，將模擬結(jié)果節(jié)氣門半開狀態(tài)下的扭矩、功率以及燃油消耗率與原機(jī)實(shí)測值的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗(yàn)證了模型的正確性與可靠性。
　　然后，在原機(jī)模型的基礎(chǔ)上建立了VVT發(fā)動機(jī)的BOOST模型，根據(jù)不同配氣相位下的模擬計算結(jié)果，確定了VVT發(fā)動機(jī)的氣門運(yùn)動規(guī)律;對VVT發(fā)動機(jī)BOOST模型進(jìn)行模擬計算，得到VVT發(fā)動機(jī)的功率、扭矩、燃油

5、消耗率。并將其與原機(jī)實(shí)測值進(jìn)行對比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在整個發(fā)動機(jī)工作范圍內(nèi)VVT發(fā)動機(jī)的動力性與經(jīng)濟(jì)性與原機(jī)相比都得到了改善，并在發(fā)動機(jī)常用的中低速工況下改善尤為明顯，達(dá)到了預(yù)期效果。
　　最后，對VVT發(fā)動機(jī)進(jìn)行嚙合性能和進(jìn)氣性能實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證高低速搖臂能夠在合適的曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)順利嚙合與分離，測量VVT發(fā)動機(jī)的充氣效率，并與原機(jī)的充氣效率進(jìn)行對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在發(fā)動機(jī)高低速范圍內(nèi)的充氣效率與原機(jī)相比都得到了提高，并且中低速范圍內(nèi)提高明顯。