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基于液压驱动气门系统的柴油机性能研究

作　者: 王永帅
导　师: 杨靖
学　校: 湖南大学
专　业: 动力工程及工程热物理
关键词: 可变气门 液压驱动气门 气门升程曲线 相位优化 台架试验
分类号: TK423
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


能源短缺和排放法规的日趋严格，促使各大汽车企业和研究单位使用更多的新技术以生产环保、高效、节能发动机。其中，可变气门技术因其能够通过调整气门正时和升程使各转速下换气效率达到最优而得到广泛应用。本文选取CA498柴油机为样机，并根据样机参数和台架实验数据运用整机性能分析软件GT-Power搭建其一维仿真模型。对比分析台架试验数据和仿真数据，结果显示仿真结果中各参数，如转矩和比油耗等，与实验值的误差均控制在5%以内，该一维模型能够真实地反映样机的工作情况。为深入研究液压驱动可变气门系统对柴油机性能的影响，本文以CA498柴油机为基础设计液压驱动可变气门系统以代替原有的固定气门正时的凸轮驱动气门系统。并运用软件SimulationX搭建该液压驱动可变气门系统模型以模拟计算在液压驱动下进排气门开启和关闭规律。并将该升程曲线运用到改进后的液压驱动气门柴油机模型，模拟在配气相位和最大升程与原型机相同时该发动机的工作过程，分析液压驱动气门对柴油机性能的影响。最后在液压驱动气门柴油机模型的基础上，优化其气门相位并分析模拟结果。模拟结果表明：由于液压驱动气门柴油机的气门随曲轴转角的开启速度明显高于原型机，在配气相位和气门最大升程与原型机相同的情况下，其排气门开启时使低速工况的缸压显著降低，影响发动机功率；配气相位优化后，液压驱动气门柴油机的动力性和经济性得到显著提高，各转速下的功率提高幅度为5.3%-9.8%，比油耗下降幅度为5%-8.9%。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-21
  1.1 引言  9-10
  1.2 可变气门技术发展和应用  10
  1.3 凸轮驱动可变气门技术  10-16
    1.3.1 凸轮驱动可变气门正时技术  11-12
    1.3.2 凸轮驱动可变气门升程技术  12-14
    1.3.3 凸轮驱动可变气门正时和升程  14-16
  1.4 无凸轮驱动可变气门技术  16-20
    1.4.1 电磁驱动可变气门机构  17-18
    1.4.2 液压驱动可变气门机构  18-20
    1.4.3 电气驱动可变气门机构  20
  1.5 本文主要研究内容  20-21
第2章 液压驱动气门系统  21-33
  2.1 本文所研究液压驱动气门系统  21-22
  2.2 液压系统参数计算  22-24
    2.2.1 液压油额定压力  22-23
    2.2.2 液压系统额定流量  23
    2.2.3 液压系统稳压器容积  23-24
  2.3 液压驱动气门系统部件  24-27
    2.3.1 旋转滑阀组件  24-25
    2.3.2 相位调节器  25
    2.3.3 油泵的选取  25-26
    2.3.4 液压缸及气门机构设计  26-27
  2.4 液压驱动气门系统模拟分析  27-32
    2.4.1 SimulationX 软件  27-28
    2.4.2 液压系统主要部件仿真建模  28-30
    2.4.3 液压驱动可变气门系统建模  30-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章 数值模拟理论及 498 柴油机仿真分析  33-46
  3.1 数值模拟理论  33-38
    3.1.1 GT -power 软件简介  33-34
    3.1.2 GT-Power 相关基础理论  34-38
  3.2 498 柴油机主要参数及实验  38-41
    3.2.1 498 柴油机主要参数  38
    3.2.2 498 柴油机台架试验  38-41
  3.3 498 柴油机模型搭建  41-43
    3.3.1 498 柴油机仿真模型相关参数  41-42
    3.3.2 498 柴油机 GT-Power 模型  42-43
  3.4 原型机模型标定  43-45
  3.5 本章小结  45-46
第4章 498 柴油机配气机构改进及模拟分析  46-60
  4.1 498 原型机配气机构改进  46-47
  4.2 液压驱动气门升程曲线影响分析  47-55
    4.2.1 液压驱动气门通过能力分析  47-49
    4.2.2 改进后原型机模拟结果分析  49-55
  4.3 液压驱动气门柴油机相位优化分析  55-58
    4.3.1 相位优化模型  55-56
    4.3.2 优化结果分析  56-58
  4.4 本章小结  58-60
总结与展望  60-62
参考文献  62-65
附录 A 攻读学位期间发表的论文  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 内燃机 > 柴油机 > 构造
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