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叶片式连续可变凸轮轴相位器的性能与应用研究
| 论文题名： | 叶片式连续可变凸轮轴相位器的性能与应用研究 |
| 关键词： | 车辆发动机;凸轮轴相位器;响应速度;数值模型;结构设计;应用策略 |
| 摘要： | 在众多可变配气机构中，液压驱动叶片式连续可变凸轮轴相位器（CVCP）在越来越多的发动机上得到了实际运用，而在CVCP的开发和应用过程中，最为关注的是他的响应速度和应用策略。本文以叶片式CVCP的响应速度、应用策略和新应用方案为研究重点，从D20发动机所装单进气CVCP系统出发，通过建立CVCP系统响应特性测试台架和数值计算模型，探索影响CVCP响应特性的因素及其规律，并针对其在发动机上的应用策略和新结构设计方案进行了研究。本文所完成的主要工作如下： 通过搭建系统动态响应测试台架，完成了进气CVCP在不同机油温度、压力和发动机转速下的响应速度测试并编写了相位数据的处理程序；建立了基于AMESim和Simulink的CVCP系统计算模型，重点讨论了建模过程中相位器液压-机械的动力传递、机油交换和相位器终端接触等问题。 结合台架测试数据和仿真计算，分析了发动机转速、机油温度和压力以及相位器和OCV的结构尺寸等参数对CVCP系统响应速度的影响规律并提出了提高系统响应速度的方向。研究发现油压和温度对响应速度的影响显著，而转速的影响则主要体现在低速、低油压工况。在高速阶段，可将凸轮轴所受交变扭矩的平均值视作相位器的实际负载；机油控制阀（OCV）通过影响相位器的供油压力和回油背压来影响相位器的有效供油压力；另外，增加相位器排量对提高响应速度的效果由于受到现有供油流量的限制，总体影响不大。 针对两款分别搭载了单进气CVCP和进排气双CVCP的发动机的性能指标受配气正时的影响规律的分析表明，安装CVCP对发动机全负荷扭矩和部分负荷的燃油经济性有较大程度的提高；且在部分负荷以最小BSFC为目标得到的配气正时在中等负荷工况对排放性能也有很大的改善，可同时降低NOx和HC的排放。但在某些工况两者随配气正时的变化趋势并不一致，此时最佳相位的选择需要在排放和油耗之间加以权衡。 针对双凸轮轴式和进排气单凸轮轴式单缸发动机设计的三种CVCP结构和布置方案充分利用了各种发动机配气机构的特点，具有对原机改动小、方便布置的优点，对于具有电喷系统的大排量单缸发动机具有较好的应用前景。 |
| 作者： | 江亮 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张力 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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