應(yīng)用電磁驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能研究.pdf

1、作者所在課題組研制的動(dòng)圈式電磁驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況對每一氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行獨(dú)立、連續(xù)可變、實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)，從而顯著地改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，是實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效手段之一。但在將該新型配氣機(jī)構(gòu)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)前，仍存在著在空間有限的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋上安裝困難、最優(yōu)氣門運(yùn)動(dòng)模式仍未確定以及發(fā)動(dòng)機(jī)部分工況下有待研究的基于電磁驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)的特有技術(shù)方案等急需解決的問題。因此，為了深入研究上述問題，論文開展了以下主要研究工作

2、:
　　 (1)完成了電磁驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)的性能測試工作，結(jié)果表明，該配氣機(jī)構(gòu)的過渡時(shí)間為4ms，氣門的最大升程為8mm。利用三維建模軟件研究了電磁驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)安裝過程出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)上干涉等問題，并對首輪樣機(jī)方案進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的最終配氣機(jī)構(gòu)方案可以解決安裝過程所存在的相關(guān)問題。為電磁驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)一步在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)上的裝機(jī)試驗(yàn)打下了良好的基礎(chǔ)。
　　 (2)建立了發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程數(shù)值仿真模型。分析了Fractal準(zhǔn)維燃燒模型所推

3、薦的殘余廢氣系數(shù)對層流火焰?zhèn)鞑ニ俣扔绊憛?shù)的不足之處，并結(jié)合相關(guān)理論公式對該參數(shù)進(jìn)行了修正。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的可靠性，并介紹了建立電磁驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)模型時(shí)氣門運(yùn)動(dòng)曲線的處理方法。
　　 (3)提出并確定了基于電磁驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)的單進(jìn)氣門二次開啟內(nèi)部EGR技術(shù)方案。明確了進(jìn)氣門早關(guān)技術(shù)具有解決內(nèi)部EGR所存在的廢氣冷卻困難的優(yōu)勢。研究結(jié)果表明，在車用發(fā)動(dòng)機(jī)工作的中低轉(zhuǎn)速、部分負(fù)荷的典型工況下，該內(nèi)部EGR技術(shù)方案能夠使發(fā)動(dòng)

4、機(jī)NOx排放以及經(jīng)濟(jì)性均得到明顯地改善。
　　 (4)對不同工況下的單個(gè)電磁驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門的功耗進(jìn)行了分析研究，比較了基于電磁驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)單進(jìn)氣門和雙進(jìn)氣門工作模式下發(fā)動(dòng)機(jī)泵氣損失的變化規(guī)律，并最終確定了單進(jìn)氣門工作模式對發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的影響程度。通過CFD數(shù)值計(jì)算方法研究比較了單進(jìn)氣門和雙進(jìn)氣門工作模式下整個(gè)進(jìn)氣過程工質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度和強(qiáng)度的變化情況，結(jié)果表明，與雙進(jìn)氣門工作模式相比較，單進(jìn)氣門模式對于提高工質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度和強(qiáng)度具有較大優(yōu)勢，