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發(fā)動機全可變液壓氣門機構進氣性能的研究

來源：合肥液壓機械廠發(fā)布時間：2013年11月1日瀏覽次數(shù)：1001

由于環(huán)境和能源等問題越來越突出，研究低能耗、低污染、高性能的新型發(fā)動機勢在必行。傳統(tǒng)的配氣機構不能兼顧高速和低速時的進氣性能，節(jié)氣門的節(jié)流作用使換氣過程中的泵氣損失增大，導致發(fā)動機的油耗較高及排放惡化。因此研究氣門最大升程、開啟持續(xù)角和配氣相位全可變的配氣定時機構對發(fā)動機節(jié)能減排、提高動力性能具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文介紹了一種車用發(fā)動機全可變液壓氣門機構，該機構利用凸輪機構和液壓機構聯(lián)合控制氣門的運動規(guī)律，直接對氣門的最大升程和開啟持續(xù)角進行調節(jié)。由于氣門最大升程和和開啟持續(xù)角可以在上止點之后180℃A范圍內連續(xù)變化，可實現(xiàn)對發(fā)動機循環(huán)充量的調節(jié)，從而達到取消節(jié)氣門的目的。

本文以K157FMI發(fā)動機為樣機，對全可變液壓氣門機構的發(fā)動機進氣過程進行了研究，主要內容包括以下幾個方面：首先，對全可變液壓氣門機構中的氣門運動規(guī)律進行了研究。采用容積法模擬計算液壓氣門機構中液壓流動過程，并與集中質量的氣門運動微分方程相結合，建立氣門運動規(guī)律計算模型。計算結果表明本機構能夠實現(xiàn)對氣門運動規(guī)律的直接控制，可以在很大范圍內改變發(fā)動機進氣門的最大升程及開啟持續(xù)角，使氣門運動規(guī)律能夠根據(jù)泄油初始相位角和轉速的不同達到相應的改變，實現(xiàn)了氣門最大升程、開啟持續(xù)角和配氣相位的全可變。

其次，建立發(fā)動機進氣過程的一維流動數(shù)學模型，利用BOOST軟件進行了模擬計算。計算結果表明本機構可以取代節(jié)氣門，實現(xiàn)對發(fā)動機循環(huán)充量的調節(jié)，使發(fā)動機的循環(huán)充量能夠根據(jù)泄油初始相位角和發(fā)動機轉速的不同實現(xiàn)連續(xù)調節(jié)，并有效地降低了發(fā)動機進氣過程的泵氣損失。

最后，采用研制的具有全可變液壓氣門機構功能的試驗樣機，對各種工況下的發(fā)動機進氣性能進行了實驗測量。實驗結果進一步表明本機構能夠實現(xiàn)氣門最大升程、開啟持續(xù)角和配氣相位的全可變；并能夠取代節(jié)氣門實現(xiàn)對發(fā)動機循環(huán)充量的調節(jié)。將實驗結果與計算結果進行對比，驗證了全可變液壓氣門機構進氣過程模擬計算的正確性。