附加升程曲线对柴油机进气状态的影响

以自主研发的DK4A型柴油机可变气门系统为研究对象,利用数值模拟与试验相结合的方式,系统化研究附加升程峰值与原机气门升程峰值间隔角、附加升程高度和附加升程持续角对进气状态参数的影响.结果表明:峰值间隔角存在一个临界值,当峰值间隔角小于临界值时,峰值间隔角不影响发动机缸内气体状态参数;当峰值间隔角大于临界值时,进气门关闭角随着峰值间隔角的增大而延迟,进气总管气体质量流量越小,压缩上止点气体温度和压力越低;在附加升程高度不影响进气门关闭角的情况下,附加升程高度的增加能放大发动机缸内气体状态参数的变化率;当附加升程持续角影响进气门关闭角时,附加升程持续角越大进气门关闭角越延迟,发动机进气流量、压缩上止点温度和压力也随着附加升程持续角的增大而减小.

附加升程参数耦合对柴油机进气状态参数的影响

为了研究进气门升程曲线在附加升程持续角与附加升程高度的耦合作用下对柴油机进气状态参数的影响。以1台DK4A轻型柴油机为基础搭建了热力学模型,以发动机转速n=2 800r/min,50%负荷(扭矩110N·m)工况下获得的试验数据为边界条件,在模型中导入呈不同升程趋势的进气门升程曲线(不同附加升程持续角和附加升程高度),利用数值模拟与试验相结合的方法,获得不同的进气状态参数(进气流量、缸内压缩上止点温度、缸内压缩上止点压力),系统分析附加升程持续角与附加升程高度的耦合作用对进气状态参数的影响,并探讨两者对进气状态参数影响权重的变化规律。研究结果表明:在附加升程高度与附加升程持续角的耦合作用对进气状态参数的影响关系中,单位附加升程持续角的影响权重大于单位附加升程高度的影响权重;在k倍单位附加升程高度对应的进气状态参数变化率与单位附加升程持续角对应的进气状态参数变化率等量影响权重关系中,当进气状态参数变化率为定值时,随着k值增加,等量影响权重关系曲线往附加升程高度与附加升程持续角均增大的方向移动,与此同时,在附加升程高度和附加升程持续角越大的区域,k倍单位附加升程高度对进气状态参数变化率的影响权重大于单位附加升程持续角的影响权重。

电控液压可变气门系统控制参数对气门运动规律的影响

通过试验分析在电控液压可变气门机构中油压和控制脉宽对气门附加升程工作特性的影响。研究表明,气门晚关角度主要受控制脉宽影响,油压则影响附加升程的开启速度;影响附加升程的最大升程和附加升程波动率最主要的因素是油压,控制脉宽对附加升程的波动率影响很小;在压力油压为3.5MPa时,附加升程波动率较小,气门工作稳定;通过对气门附加升程的运动特性分析,随着油压降低,气门加速度和速度减小,整个过程工作柔和,气门落座冲击小。

柴油机可变相位参数耦合对气路状态的影响

为研究单位附加升程持续角和单位附加升程峰值与原机气门型线峰值间隔角的耦合作用对气路状态参数的影响,以DK4A柴油机为研究对象,在发动机转速为2800 km·h^-1,50%负荷工况下,导入不同气门升程型线进行模拟.分析了单位附加升程持续角和单位附加升程峰值与原机气门型线峰值间隔角对气路状态参数影响权重的变化规律.结果表明:单位附加升程峰值与原机气门型线峰值间隔角为100°~140°,单位附加升程持续角为92°~132°,两者耦合作用对进气状态参数变化率的影响存在权重相等的情况;单位附加升程峰值与原机气门型线峰值间隔角的增加有利于增加其对气路状态参数的影响权重,且单位附加升程峰值与原机气门型线峰值间隔角对进气状态参数变化率的影响权重大于单位附加升程持续角的影响权重.

可变气门系统结构参数研究

针对某柴油机缸盖的特点,设计了一套电控液压驱动可变气门系统。利用MATLBA软件构建该可变气门系统仿真模型,通过仿真研究可变气门系统结构参数对气门运动规律的影响。结果表明,可变气门系统的驱动活塞直径越小,气门附加升程的响应越快;进油孔直径增大,压力损失减小,附加升程开启与关闭耗时减小,孔径超过1 mm后,耗时趋于稳定;气门弹簧刚度和预紧力增大,有利于减小附加升程关闭耗时;供油压力增大,附加升程开启耗时减小,供油压力超过7 MPa后,开启耗时趋于稳定。

柴油机凸轮-液压式气门启闭特性实验研究

自主开发一套电控液压进气门晚关机构(EHLIVC),将该机构应用在DK4A柴油机缸盖上,并搭建EHLIVC系统的试验台架,通过实验研究供油压力和控制脉宽对EHLIVC系统的气门启闭特性的影响规律。研究发现:供油压力对附加升程关闭动作完成时间影响很小,但供油压力对气门附加升程开启动作完成时间影响明显,附加升程开启动作完成时间随供油压力的增大而呈现线性减小的趋势;供油压力对附加升程开启延迟影响不大,但对附加升程关闭延迟影响明显,供油压力越大,关闭延迟越小,供油压力超过4.5 MPa时,关闭延迟基本保持不变;控制脉宽对附加升程开启、关闭延迟影响均不大,但对附加升程开启持续时间影响明显,附加升程开启持续时间随脉宽的增大而呈现线性增长的趋势。