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摩托车125ml单缸四冲程汽油机可变进排气系统仿真优化研究
| 论文题名： | 摩托车125ml单缸四冲程汽油机可变进排气系统仿真优化研究 |
| 关键词： | 摩托车;单缸四冲程汽油机;可变排气系统;可变配气相位;仿真优化;动力性能 |
| 摘要： | 我国摩托车2007年年产量已经超过2500万辆，占世界总产量的一半，稳居世界第一位。但摩托车发动机的动力性与国外相比差距较大。在国内由于排放法规的限制，摩托车发动机绝大多数采用四冲程汽油机。摩托车汽油机体积小，希望有高的动力性和扭矩，所以如何提高摩托车汽油机的升功率、扭矩成为摩托车汽油机工作者追求的目标之一。 提高升功率、扭矩的主要方法有：采用增压技术；合理组织燃烧过程，提高循环指示效率；改善换气过程，提高气缸的充气系数；提高汽油机的转速；提高内燃机的机械效率；采用二冲程提高升功率；使用可变进气参数提高动力性。 其中可变配气相位技术（VVT）作为提高汽油机动力性能的有效途径之一，在汽车汽油机上得到较为广泛的使用，但在摩托车汽油机上应用较少，仅限于少数高档摩托车。利用可变配气相位技术可以有效增大摩托车汽油机功率和扭矩，而且制造成本增加不多，因此，VVT技术应用于摩托车汽油机非常适合。 本文主要针对摩托车汽油机低速扭矩小，高速功率低，以及升功率较小的问题，选择125ml型汽油机，利用一维发动机数值模拟软件GT-Power研究提高其低速扭矩，高速功率以及升功率的技术途径。为此本文对125ml型摩托车汽油机建立仿真模型，对其进排气系统进行优化，获得提高升功率、最大扭矩和最大扭矩转速范围的最优进排气系统参数和相应的技术的方案。 根据企业提供的汽油机空燃比，外特性功率和扭矩、汽油机结构参数等数据，以及提出的优化最大转速功率、低转速扭矩的目标。本文利用建立的原机模型仿真模拟分析了其功率和扭矩特性，然后通过仿真模拟分析了进排气管长度、管径对其功率、扭矩影响的大小，提出了采用三段可变进气管长度和可变配气相位技术（VVT）提高高速时的功率和低速时的扭矩的基本方案，对高、中、低转速的各个速度段的优化方案进行了模拟仿真分析，提出了综合优化方案，并进行模拟仿真。仿真结果表明升功率提高4％。最大扭矩提高3％。最大转速功率、低速段扭矩提高明显。高扭矩的转速范围明显增加，扭矩大于10 Nm的转速范围原机是5500 rpm-7000 rpm，优化后为4500 rpm-7000 rpm。最大扭矩转速范围也明显拓宽，达到企业预期目标。 本文的主要创新点：建立了摩托车单缸四冲程125 ml型汽油机模型；提出了适合本类型产品的可变进排气系统优化方案；升功率提高4％，最大扭矩提高3％。扭矩大于10 Nm的转速范围原机是5500 rpm-7000 rpm，优化后为450 rpm0-7000rpm。转速范围明显拓宽。 |
| 作者： | 付鹏 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 邵毅明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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