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《大连理工大学》 2018年
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发动机全可变液压气门机构的研究

贾锡臣  
【摘要】:当今世界,能源与环境问题日益突出。因此,节能减排成为传统发动机发展的主要方向。可变气门技术作为发动机节能技术的重要一环,在汽车领域被广泛研究。尤其是全可变气门技术,由于其可以实现气门升程、气门正时以及开启持续期的连续可变,更加受到研究者的青睐。全可变气门技术可以通过不同的气门升程曲线实现对进气量的调节,从而可以摒弃节气门,使发动机在中低负荷下的泵气损失大大降低。基于此,本文设计了一种由机械和液压控制的全可变气门机构(FVVM),该机构通过拨叉旋转改变泄油时刻实现气门升程以及气门关闭时刻的可变。本文通过仿真对气门的运动规律以及全可变气门发动机的性能进行了研究,主要研究内容如下:首先,本文介绍了FVVM机构的工作过程以及工作原理,该机构通过凸轮驱动柱塞压缩液压油,从而推动气门活塞带动气门组件运动,通过拨叉旋转控制泄油时刻实现气门关闭,并且通过节流作用实现气门的平稳落座。其次,通过对FVVM具体结构的分析,列出了机构的运动微分方程以及流体连续性方程,理清了机构运行的动力学关系;基于此,建立了机构的AMESim动力学仿真模型,并对模型中各子模块的参数进行了设置。仿真中分析了不同结构参数以及运转参数对气门运动规律的影响。最后,通过发动机性能模拟软件GT-Power验证了全可变气门发动机可以实现不同充量系数的调节,并对全可变气门发动机与原机的泵气损失、功率以及油耗等进行了对比。仿真分析结果表明,本文所设计的FVVM结构可以通过改变泄油角度实现气门升程以及气门关闭时刻的连续可变。通过该机构控制的发动机充量系数可以实现连续的调节,从而验证了FVVM结构可以取代节气门实现对进气量的调节。通过仿真发现,全可变气门发动机在中低负荷下大大降低了泵气损失,而且在充量系数以及转速相等的前提下,全可变气门发动机的功率和扭矩比原机稍大,油耗比原机更低,尤其在低负荷(功率0.85kw,转速2000r/min和功率2.32kw,转速4000r/min)时的油耗降低率达到了12.44%和11.84%。由此可见,全可变气门发动机具有良好的燃油经济性,而且动力性也稍有提高。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:U464.134.3

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【参考文献】
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