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单顶置凸轮轴式发动机VVT机构的研制
| 论文题名： | 单顶置凸轮轴式发动机VVT机构的研制 |
| 关键词： | 可变气门机构;移动摇臂轴;充气效率;性能模拟;单顶置凸轮轴式发动机 |
| 摘要： | 传统的配气机构只拥有固定的配气相位，然而高、低速工况对配气相位的要求差异很大，固定配气相位在整个发动机转速范围内的折衷暴露出很多缺点。在各种现代技术手段中，VVT技术已成为新技术发展方向之一，也是内燃机节能减排的主要途径之一。 目前国内外尚没有适合于中小排量单缸四冲程汽油机的可变气门机构及其应用实例。对于中小排量的单缸四冲程发动机，若采用传统的液压驱动可变气门机构，存在机构复杂庞大、成本明显增加的问题，针对这一问题，本文以济南轻骑K157型号摩托车发动机为研究对象，研制一种移动摇臂轴式的可变凸轮型线的配气机构，在发动机处于不同工况下时，采用简单的拉线拖动摇臂轴切换进气高低速摇臂的方式，满足发动机在不同工况下的需求。在发动机处于中低速工况下，采用低速摇臂驱动气门，增加发动机中低速扭矩，改善燃油经济性及排放性能;在发动机处于高速工况下时，采用高速摇臂驱动气门，提高高速进气效率，满足发动机高速的动力性能。本文主要内容如下: 首先，阐述了该移动摇臂轴式VVT机构的总体布局、工作原理;并且通过对该VVT机构高低速摇臂啮合过程中有关问题的说明以及啮合时间的计算，从理论上验证了该移动摇臂轴式VVT机构的可行性。 其次，根据发动机的实际情况，运用BOOST软件对K157型号发动机进行建模，分别设置该模型的全局参数及各个元件相关参数，再通过模拟计算出的发动机性能指标（扭矩、功率、燃油消耗率）与原机的实测值进行分析比较，验证了模型的正确性和可靠性。 然后，对原机和分别装有高低速凸轮轴的发动机进行BOOST模拟仿真以及充气效率测量的倒拖实验研究，对已设计出的高低速凸轮型线是否能达到预期的目标进行验证并讨论长、短进气管对充气效率的影响，为以后进一步的优化设计提供实验依据。 最后，在原机BOOST模型的基础上建立VVT发动机模型，根据实验数据以及不同配气相位下的BOOST模拟计算结果确定VVT发动机模型的最佳气门运动规律，对VVT发动机模型进行模拟计算，将模拟计算出的发动机性能指标与原机实测值进行对比分析，验证了该VVT机构的使用，在整个发动机的工作转速范围内实现了发动机动力性能和经济性能的提高，尤其是在发动机常用的中低速工况下，VVT机构对发动机动力性以及经济性的改善尤为明显，很好的达到了预期的效果。 |
| 作者： | 陈俭 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 谢宗法 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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