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全可变液压气门机构发动机进气性能及控制策略的研究
| 论文题名： | 全可变液压气门机构发动机进气性能及控制策略的研究 |
| 关键词： | 可变;液压;气门机构;发动机;进气流量;负荷工况;运动规律;气门升程;进气量;节气门;压力损失;凸轮型线;实验;配气机构;理论计算;缸内压力;仿真模型;部分负荷;系数;控制器 |
| 摘要： | 传统汽油机靠节气门调节进气流量，小负荷时节气门开度小、泵气损失大，导致燃油消耗率过高；配气机构的凸轮型线固定不变，不能兼顾全部工况下的进气需要。因此研究气门升程和开启持续期全可变的配气机构来取代节气门实现进气量的调节，满足发动机各工况下最佳进气量需求，对提高发动机经济性、动力性和排放性能具有重要意义。 本文以K157FMI发动机为基础，对其进气部分重新设计，研制了全可变液压气门机构，该机构利用大包角凸轮型线控制气门的上升过程，用活塞腔内液体的排出控制气门回落过程，通过调节控制器的泄油时刻来控制开启持续期。本文主要内容如下： 首先，对全可变液压气门机构的气门运动规律进行了理论计算与实验测量。运用容积法将液压系统简化为挺柱腔和活塞腔两个集中容积，并将液压气门机构简化为受液压驱动力作用的单质量系统，二者结合建立液压气门运动学模型。运用LVDT位移传感器实测了气门升程。实验验证了理论计算的准确性，结果表明该机构进气门升程0～7.4mm、关闭角进气上止点后260°CA范围内连续可调。 其次，运用AVL BOOST软件建立了发动机的仿真模型。实测了发动机气道流量系数、进气流量、进气管压力、缸内压力，以实验结果为基础，对仿真模型进行了修正。进气流量实验表明FVVT机构可以控制充量系数在0～1内连续变化，实现进气量的精确控制；进气压力波验证了波动周期与管长的关系；缸内压力结果表明全可变液压腔气门机构可以显著降低吸气压力损失。 最后，提出了发动机怠速、部分负荷、全负荷工况下的气门运动规律控制策略，确定实现此种气门运动规律的控制器的泄油初始相位角。模拟计算了各种工况下的发动机性能：怠速工况降低了残余废气系数，提高了进气流速，稳定性得到改善；部分负荷工况减小了吸气压力损失，提高了燃油经济性；全负荷工况增加进气流量，提高了动力性。 |
| 作者： | 马希利 |
| 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： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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