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多缸汽油机全可变气门机构的设计及其性能模拟
| 论文题名： | 多缸汽油机全可变气门机构的设计及其性能模拟 |
| 关键词： | 车用多缸汽油机;全可变气门机构;设计模式;运动规律;性能模拟 |
| 摘要： | 传统发动机配气定时往往不随工况改变，无法兼顾全部的工况条件，是一种关于整机性能的折衷方案。近年来得到迅速发展的可变配气正时技术能够取代传统的固定配气定时技术，实现配气定时的连续可变，在不同工况下都可以提供最佳的气门开启、关闭时刻和开启升程，优化配气过程。 本文以课题组自主研发的全可变气门机构(FVVS)为研究对象，将该机构装配在EQ486四缸汽油机的配气机构上并改装为FVVS试验样机。取消了原机的进气凸轮轴，由设置在配气凸轮与进气门之间的全可变气门机构控制进气门的开启;搭建了倒拖试验台架并对FVVS样机在不同泄油相位角和不同倒拖转速下的气门运动规律进行了测量;通过AVL-BOOST软件建立了发动机仿真模型，利用原机和FVVS样机实测气门升程数据预测了可变气门正时试验样机泵气损失的改善程度的趋势。本文的主要内容如下: 将自主研制的全可变气门机构(FVVS)装配在EQ486原机上，取代原机的进气凸轮轴改为由FVVS控制进气门的开闭。完成对原装汽油机的改装后开始搭建发动机实验台架，由电动机对发动机气缸盖进行倒拖试验，利用激光位移传感器对进气门升程进行测取。试验数据表明FVVS样机可以实现对进气门的有效控制，实现了进气门开启由0到最大设计升程(9.25mm)，进气迟闭角在263°CA范围内之间持续可变。试验表明全可变气门机构能够实现在全部工况范围内通过控制进气门的运动规律来调节吸入气缸的新鲜充量，基本实现了预期设计目标。 利用AVL-BOOST仿真软件建立EQ486汽油机的计算模型，并验证了模型的可靠性。将气门运动规律测量试验实测的气门升程数据根据不同的负荷要求输入到仿真模型中进行模拟计算，原机进气门升程数据同样输入到仿真模型中。通过将BOOST模型中原机节流阀设置不同的值以模拟不同的节气门开度，而FVVS样机模型选用不同的进气门升程曲线来控制不同的进气量，并在同一转速下满足两种模式下的进气量相同。对不同进气早关角下的FVVS样机缸内压力变化进行对比。通过计算结果可以得出: FVVS样机通过改变不同的泄油相位角控制气门运动规律来控制进气量，完全可以取代节气门进而实现对汽油机负荷的控制。最后对某一固定转速下不同充量系数下的原机与FVVS样机泵气损失的变化趋势进行了预测，可以得出FVVS样机可以在取消节气门后通过全可变气门机构来调节发动机吸入的工质量，大幅降低了进气过程中的节流作用，有效降低了进气过程中的泵气损失，并且随着充量系数的减小改善程度越明显。 |
| 作者： | 谢文龙 |
| 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： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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