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可变燃烧室(VCC)活塞的试验研究
| 论文题名： | 可变燃烧室(VCC)活塞的试验研究 |
| 关键词： | 可变燃烧室;动力学仿真;活塞发动机;气缸压力 |
| 摘要： | 本文采用试验的方法验证了可变燃烧室（VCC）活塞技术方案的可行性和合理性。对VCC活塞技术提出以来的三种VCC活塞技术方案的试验结果进行了比较归纳；介绍了VCC活塞的静力学模拟试验方法和发动机倒拖模拟试验方法；并基于VCC活塞的动力学仿真和发动机性能仿真辅助制定试验方案和预测试验结果，最后依据试验结果对仿真模型进行了修正与校核。 三种VCC活塞技术方案包括有：双碟簧对合结构方案、上下碟簧分段刚度方案以及上下碟簧-槽道外移结构方案。试验研究表明：三种VCC活塞技术方案都具有可行性，都能够在设定的气缸压力下发生了VCC位移（活塞顶部相对于活塞裙部的位移），通过燃烧期间燃烧室容积的变化控制气缸压力载荷。其中上下碟簧-槽道外移结构方案能够大幅度增加VCC位移量，同时大大减少了钢球槽道接触面上的接触力。 VCC活塞的静态力学模拟试验方法验证了 VCC活塞结构通过自身相对位移对特定气缸压力载荷的控制作用。设计优化后的新VCC活塞方案提升了VCC活塞结构的设计空间，可以实现对更多工况下的气缸压力载荷进行控制，而针对小缸径活塞改造的升级设计-钢球外移，更是大大减少了小钢球承担的载荷。 VCC活塞的发动机倒拖模拟试验方法从更贴近实际应用的角度对 VCC活塞结构进行了考察，VCC活塞发动机气缸内气缸压力出现明显的不对称性现象，证实了VCC活塞机构可以通过快速的动态响应，发生相对位移来改变燃烧室容积，达到控制过高气缸压力的目的。采用发动机倒拖试验台架对VCC活塞机构进行倒拖试验来验证VCC活塞机构技术方案可行性的方法是合理的。 根据试验结果对仿真模型进行了修正与校核，使模型更加完善，适合计算更复杂工况。 研究表明，VCC活塞技术方案可以满足不同缸径发动机的实际需要，并且可以有效控制特定气缸压力，采用试验研究的方法有效地验证了VCC活塞技术方案的合理性，对VCC活塞技术的推广和验证具有很大的意义。 |
| 作者： | 刘红雷 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 董健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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