葉片式連續(xù)可變凸輪軸相位器的性能與應(yīng)用研究.pdf

1、在眾多可變配氣機(jī)構(gòu)中，液壓驅(qū)動(dòng)葉片式連續(xù)可變凸輪軸相位器（CVCP）在越來(lái)越多的發(fā)動(dòng)機(jī)上得到了實(shí)際運(yùn)用，而在CVCP的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中，最為關(guān)注的是他的響應(yīng)速度和應(yīng)用策略。本文以葉片式CVCP的響應(yīng)速度、應(yīng)用策略和新應(yīng)用方案為研究重點(diǎn)，從D20發(fā)動(dòng)機(jī)所裝單進(jìn)氣CVCP系統(tǒng)出發(fā)，通過(guò)建立CVCP系統(tǒng)響應(yīng)特性測(cè)試臺(tái)架和數(shù)值計(jì)算模型，探索影響CVCP響應(yīng)特性的因素及其規(guī)律，并針對(duì)其在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用策略和新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了研究。本文所完成的主

2、要工作如下：
　　通過(guò)搭建系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試臺(tái)架，完成了進(jìn)氣CVCP在不同機(jī)油溫度、壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下的響應(yīng)速度測(cè)試并編寫(xiě)了相位數(shù)據(jù)的處理程序；建立了基于AMESim和Simulink的CVCP系統(tǒng)計(jì)算模型，重點(diǎn)討論了建模過(guò)程中相位器液壓-機(jī)械的動(dòng)力傳遞、機(jī)油交換和相位器終端接觸等問(wèn)題。
　　結(jié)合臺(tái)架測(cè)試數(shù)據(jù)和仿真計(jì)算，分析了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)油溫度和壓力以及相位器和OCV的結(jié)構(gòu)尺寸等參數(shù)對(duì)CVCP系統(tǒng)響應(yīng)速度的影響規(guī)律并提出了提

3、高系統(tǒng)響應(yīng)速度的方向。研究發(fā)現(xiàn)油壓和溫度對(duì)響應(yīng)速度的影響顯著，而轉(zhuǎn)速的影響則主要體現(xiàn)在低速、低油壓工況。在高速階段，可將凸輪軸所受交變扭矩的平均值視作相位器的實(shí)際負(fù)載；機(jī)油控制閥（OCV）通過(guò)影響相位器的供油壓力和回油背壓來(lái)影響相位器的有效供油壓力；另外，增加相位器排量對(duì)提高響應(yīng)速度的效果由于受到現(xiàn)有供油流量的限制，總體影響不大。
　　針對(duì)兩款分別搭載了單進(jìn)氣CVCP和進(jìn)排氣雙CVCP的發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)受配氣正時(shí)的影響規(guī)律的分析表

4、明，安裝CVCP對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷扭矩和部分負(fù)荷的燃油經(jīng)濟(jì)性有較大程度的提高；且在部分負(fù)荷以最小BSFC為目標(biāo)得到的配氣正時(shí)在中等負(fù)荷工況對(duì)排放性能也有很大的改善，可同時(shí)降低NOx和HC的排放。但在某些工況兩者隨配氣正時(shí)的變化趨勢(shì)并不一致，此時(shí)最佳相位的選擇需要在排放和油耗之間加以權(quán)衡。
　　針對(duì)雙凸輪軸式和進(jìn)排氣單凸輪軸式單缸發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的三種CVCP結(jié)構(gòu)和布置方案充分利用了各種發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，具有對(duì)原機(jī)改動(dòng)小、方便布置的優(yōu)點(diǎn)，