單頂置凸輪軸式發(fā)動機VVT機構的研究.pdf

1、配氣機構作為汽車發(fā)動機的重要部件之一在發(fā)動機工作過程中起著決定性作用。傳統(tǒng)配氣機構擁有固定配氣相位，它是通過各種不同配氣相位的試驗，從中選取某一固定配氣相位兼顧各種工況，是發(fā)動機性能的一種折衷方案，因而不可能在各種情況下達到最佳性能。為了保證發(fā)動機在各種轉速下的進氣性能，氣門機構的設計已成為國內外發(fā)動機設計的核心技術之一。摩托車發(fā)動機轉速范圍比汽車大的多，其高、低速工況對配氣相位要求差異很大，所以對摩托車發(fā)動機來說，固定配氣相位就會暴露

2、出很多的缺點。與汽車發(fā)動機相比，更加迫切需要可變氣門技術改善其綜合性能。傳統(tǒng)可變氣門機構采用液壓驅動方式，受制造成本和機構復雜性的限制，目前還沒有在小型單缸汽油機上應用可變氣門配氣機構。
　　本文以濟南輕騎K157型號摩托車發(fā)動機為研究對象，研制一種移動搖臂軸式的可變配氣機構，通過移動搖臂軸實現高低速搖臂的嚙合與分離，進而實現工作凸輪在高速凸輪和低速凸輪之間轉換，來滿足發(fā)動機不同工況下的要求，實現發(fā)動機各工況下的最佳配氣定時，改善

3、經濟性、動力性及排放性，推動了VVT技術在中小排量單頂置凸輪軸摩托車發(fā)動機上的應用步伐。完成的工作如下:
　　首先，完成了VVT機構的設計工作。本文重點介紹了移動搖臂軸式VVT機構的總體布局、主要零部件的作用及機構的工作原理;并且從進氣搖臂軸能夠順利移動、高低速搖臂能夠順利嚙合、高速搖臂與高速凸輪能夠緊密貼合三個方面在理論上進行了可行性分析，驗證了VVT機構能夠順利運行。
　　其次，根據內燃機循環(huán)仿真的理論基礎和K157發(fā)動

4、機的結構特點，利用BOOST軟件建立了K157發(fā)動機的一維流動仿真模型，對K157發(fā)動機BOOST模型參數進行設置，將模擬結果節(jié)氣門半開狀態(tài)下的扭矩、功率以及燃油消耗率與原機實測值的數據進行對比，驗證了模型的正確性與可靠性。
　　然后，在原機模型的基礎上建立了VVT發(fā)動機的BOOST模型，根據不同配氣相位下的模擬計算結果，確定了VVT發(fā)動機的氣門運動規(guī)律;對VVT發(fā)動機BOOST模型進行模擬計算，得到VVT發(fā)動機的功率、扭矩、燃油

5、消耗率。并將其與原機實測值進行對比分析，結果發(fā)現在整個發(fā)動機工作范圍內VVT發(fā)動機的動力性與經濟性與原機相比都得到了改善，并在發(fā)動機常用的中低速工況下改善尤為明顯，達到了預期效果。
　　最后，對VVT發(fā)動機進行嚙合性能和進氣性能實驗研究，驗證高低速搖臂能夠在合適的曲軸轉角內順利嚙合與分離，測量VVT發(fā)動機的充氣效率，并與原機的充氣效率進行對比，結果發(fā)現在發(fā)動機高低速范圍內的充氣效率與原機相比都得到了提高，并且中低速范圍內提高明顯。