由奧托循環(huán)改為米勒循環(huán)的配氣機(jī)構(gòu)改進(jìn)研究.pdf

1、作為內(nèi)燃機(jī)的重要機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性以及可靠性、振動(dòng)和噪聲。配氣凸輪是配氣機(jī)構(gòu)的核心。通過重新設(shè)計(jì)配氣機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)凸輪型線，甚至能夠改變發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力學(xué)循環(huán)，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。本文研究是通過對傳統(tǒng)奧托循環(huán)汽油機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)的計(jì)算分析和再設(shè)計(jì)，在完善配氣機(jī)構(gòu)性能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)奧托循環(huán)向米勒循環(huán)的轉(zhuǎn)變。
　　本文研究工作之處與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　搭建了原機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)模型，通

2、過計(jì)算分析，發(fā)現(xiàn)原機(jī)存在凸輪型線躍度超過了工程許用范圍，加劇配氣機(jī)構(gòu)振動(dòng)，凸輪與挺柱的接觸應(yīng)力超過了材料的接觸應(yīng)力許用范圍，增大了凸輪與挺柱間的磨損等問題，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)對有奧托循環(huán)向米勒循環(huán)轉(zhuǎn)換的性能要求提出改進(jìn)方案。
　　利用GT-Power發(fā)動(dòng)機(jī)性能模擬軟件，主要從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，限定最大爆發(fā)壓力，確定了幾何壓縮比和進(jìn)排配氣相位范圍，進(jìn)而確定了新的進(jìn)、排氣凸輪工作包角。對分別用進(jìn)氣遲閉角控制負(fù)荷和用節(jié)氣門控制負(fù)荷兩種方法，發(fā)動(dòng)機(jī)

3、的燃油消耗率進(jìn)行對比。從泵氣損失、凸輪工作性能和控制氣門與活塞間隙的角度，對進(jìn)排氣最大氣門升程進(jìn)行優(yōu)化，并利用AVL-EXCITE Timing Drive軟件，重新設(shè)計(jì)進(jìn)、排氣凸輪型線。
　　對改進(jìn)后的配氣機(jī)構(gòu)通過運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)有效改善了配氣性能，解決了原機(jī)配氣機(jī)構(gòu)出現(xiàn)的問題。最后，凸輪軸生產(chǎn)出來后，進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)來驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)性能。結(jié)果表明發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性得到明顯改善，米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的其他各項(xiàng)性能指標(biāo)也均達(dá)到了預(yù)期要求，并且