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原文传递全可变气门机构对车用发动机进气性能的影响

论文题名：	全可变气门机构对车用发动机进气性能的影响
关键词：	全可变液压气门机构;米勒循环;泵气损失;模拟计算;车用发动机;进气性能
摘要：	换气过程在发动机工作过程中起了重要作用，换气过程完成的好坏直接关系到发动机的动力性与经济性。因此，提高发动机的在全负荷工况下的充气效率，降低换气过程中的泵气损失成为现代发动机进气系统设计开发的重要目标。全可变气门机构通过控制泄油角的不同来实现气门升程、气门开启持续期和气门迟闭角的连续可变，能够在柴油机上实现可变有效压缩比，实现米勒循环，在汽油机上可以取代节气门对负荷的控制，降低泵气损失。　　本文介绍了一种全可变液压气门机构，利用其工作原理，将SD2100发动机设计、改装为全可变液压气门机构试验样机，并搭建了倒拖试验台架;利用Boost软件建立了发动机计算模型。通过试验与模拟计算两种方式来研究全可变液压气门对发动机进气性能的影响，即实现米勒循环和降低汽油机的泵气损失。本文的主要内容如下: 　　第一，根据全可变液压气门机构的工作原理，对SD2100发动机进行改装设计，搭建了全可变液压气门机构发动机倒拖试验台架，并对原机喷油嘴进行改装，安装了压力传感器。对试验样机进行倒拖试验，测量相同转速下气门运动规律不同时的缸内压力。通过对所测量的信号的处理和比较，可以发现，在发动机转速相同时，发动机的缸内压力随着泄油角的增大而增大，这是由于随着泄油角的增大，气门升程和进气迟闭角的增大，进入缸内的气体逐渐增加，导致压缩终点压力变大。这说明全可变液压气门机构能够良好运转，可以实现预期的对气门运动规律的控制，同时对于柴油机，可以对实现对有效压缩比的控制，实现米勒循环和低温燃烧技术，达到改善排放性、经济性和舒适性的目的。　　第二，根据原机参数，利用AVL-Boost软件，建立发动机进气一维流动计算模型;简化全可变液压气门机构的液压系统，建立气门运动规律计算模型，通过求解所建立的一阶微分方程的数值解，可以得到全可变液压气门机构的气门运动规律。利用得到的气门运动规律和Boost模型，对发动机进气压力和泵气损失进行计算，控制发动机转速和充气效率，比较在进气门全可变控制方式下和节气门控制方式下的进气压力和缸内压力的变化，并根据计算得到的缸内压力绘制P-V图，来计算泵气损失。模拟计算结果表明，在转速和进气量相同的情况下，进气门全可变控制方式的进气压力较节气门控制方式有较大提高，泵气损失也远远小于节气门控制方式下所产生的泵气损失，且在低转速和较小节气门开度时，即发动机中小负荷时，这种改善效果更加明显。这说明，全可变液压气门机构能够取代节气门实现对发动机负荷的控制，进而增加进气压力，降低发动机的泵气损失，尤其是在中小负荷下，可以有效地改善发动机的经济性能。
作者：	贾德民
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