基于液压驱动气门的柴油机性能优化研究

在某柴油机上将传统凸轮驱动气门机构改进设计为液压驱动气门机构,利用仿真软件GT-Power建立液压驱动气门柴油机模型,分析进气滞后角、排气提前角和气门重叠角对柴油机动力性的影响,然后以扭矩最大为目标对配气正时进行联合仿真优化,最后对比两种内部EGR实现方法在不同负荷下的EGR率和对NOx排放量的改善效果。研究结果表明,在外特性下,液压驱动气门柴油机在中低转速时的动力性和经济性有了明显改善,扭矩比原机提高了5.6%,燃油消耗率降低了5.1%;但由于液压气门响应滞后,随着转速的升高,改善效果逐渐降低。在转速2 000r/min时,排气门晚关比排气门早关可以获得更大的EGR率,NOx排放量降幅也比排气门早关的大,在50%负荷时,NOx排放量降幅最大为23.8%。

液压式气门驱动系统间隙密封泄漏的仿真研究

建立液压式气门驱动系统的动力学数学模型,利用Simulink软件建立仿真模型并对系统中的凸轮油缸和气门油缸的环形密封泄漏进行仿真计算。研究结果表明,液压式气门驱动系统的泄漏主要是相对运动引起的剪切流量,并与凸轮型线有关;气门油缸只在凸轮升程段和基圆存在泄漏,凸轮油缸只在凸轮回程段和基圆存在泄漏,且泄漏均随着发动机转速和密封间隙的增大而增大;可通过减小密封间隙和设计合理的凸轮型线来减小泄漏。

新型发动机连续可变气门装置原理及分析

为了适应发动机不同工况对进气系统的要求,提出一种新型连续可变气门装置的原理及实现方法。新装置以液压作为驱动进气门运动的动力,其特色在于采用可控转角的调相凸轮调控进气门的相位、采用可控升程的气门升程调节器调控进气门的升程,据此实现发动机配气相位及气门升程的连续无级可变。对一台采纳新型配气机构的摩托车发动机进行了数学建模及仿真分析,结果表明:发动机进气迟闭角(IVC)的调节范围可达16～44℃A,进气早开角(IVO)的调节范围可达8～14℃A,进气门升程h调节范围可达0～7.825 mm,由此将配气机构的最佳适应范围拓宽至常用工况区域,从而有利于改善摩托车在中小负荷和中低转速区的性能,并为研制无节气门汽油机奠定了设计基础。

燃烧室EGR策略下汽油CAI燃烧试验Ⅰ:气门定时影响及实现CAI燃烧定时区域

燃烧室EGR策略是实现可控自燃(CAI)的一种有效技术手段.在装备电控液压驱动可变气门机构的单缸机试验系统上,研究了使用燃烧室EGR策略实现CAI燃烧时,进、排气门定时对汽油CAI燃烧的影响.试验结果表明,在1,000,r/min采用对称负气门重叠角(NVO)定时变化时,在NVO为140～240°CA内能够实现CAI燃烧,采用非对称的NVO定时变化,可以拓宽实现CAI燃烧的NVO范围,改善CAI燃烧状态.此外,排气门关闭定时对缸内残余废气量的影响要大于进气门开启定时,在能实现CAI燃烧的气门定时区域内,排气门关闭角(EVC)变化范围较小为50°CA,进气门开启角(IVO)变化范围可达200°CA.

气门升程对汽油CAI燃烧及气门定时区域影响

在改造的4冲程单缸机上,装备自主开发的电控液压驱动全可变气门机构,通过改变进排气门定时和升程截留高温已燃废气实现了汽油均质压燃(CAI)燃烧.通过试验探索了不同升程时的气门定时区域,研究了不同气门升程时,进排气门定时对燃烧的影响.结果表明:在1,000 r/min,采用对称负气门重叠角(NVO)策略,NVO大于180℃A时,发动机实现了正常CAI燃烧;随着气门升程降低,可实现CAI燃烧的NVO区间变大,对应的EGR率也呈增大趋势,NOx排放呈减小趋势.采用非对称NVO策略,拓宽了实现CAI燃烧的NVO范围;相同升程,排气门关闭角(EVC)定时对应EGR率的影响均大于进气门开启角(IVO)定时.气门升程低时,CAI稳定燃烧定时范围大,EVC定时对EGR率的影响显著增强;气门升程高时,可实现CAI燃烧的平均有效压力范围大.