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基于柴油机燃油介质的VVT系统研究

作　者: 丰平
导　师: 张文平
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 轮机工程
关键词: 可变配气系统仿真 AMESim 性能仿真
分类号: TK423
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 49次
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内容摘要

本文研究的无凸轮电控液压驱动可变气门正时系统摆脱了传统凸轮轴配气机构的局限,气门升程型线和配气相位不再依赖于配气系统凸轮型线的影响,能够在发动机的整个工作范围内,根据不同工况下的要求,提供合适的气门开关时间和升程,改善发动机的整体性能。通过对国内外各种电控液压驱动可变配气系统的分析和比较,并结合电控高压共轨柴油机喷油系统的工作原理和设计特点,本文提出了一种新的气门正时方案,其特点为:不改变原有机型气缸盖的结构,其在气缸盖上的安装不会对喷油器等其他部件的安装产生影响;以燃油为工作介质,以柴油机高压油泵作为液压源,以电控喷油器的工作原理为基础设计了气门驱动机构;电磁阀置于驱动机构顶部,节省了安装空间;驱动机构体积趋于小型化,利于其在气缸盖上的布置。利用基于GTPOWER软件建立的工作过程仿真模型,预测了气门正时参数(气门升程、进气门开关角、排气门开关角、气门重叠角等)的速度变化特性,说明了可变气门正时技术研究的必要性,并设计开发了一套可变配气系统,系统主要包括液压系统、执行机构以及控制系统等。将该系统安装在4102BG发动机上,代替原来的配气机构。根据电液驱动可变气门正时系统的特点,运用AMESim软件建立了该方案的机、电、液仿真模型,并对该方案的主要结构参数,如柱塞半径、气门弹簧刚度、电磁阀流通面积、共轨管容积等参数进行仿真研究,得到可变配气系统运动特性规律,为系统的开发和研制提供帮助。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-25
  1.1 引言  11
  1.2 可变气门正时技术的研究发展  11-23
    1.2.1 移相或型线转换系统  15-17
    1.2.2 机械式连续可变气门正时和升程系统  17-18
    1.2.3 无凸轮正时系统  18-23
  1.3 本论文的主要工作内容  23-25
第2章柴油机可变配气正时性能仿真  25-39
  2.1 GT-POWER 软件简介  25-27
  2.2 模型及其验证  27-29
  2.3 可变气门正时对发动机性能的影响分析  29-38
    2.2.1 进气门关闭角  31-34
    2.2.2 排气门开启角  34-37
    2.2.3 气门重叠角  37-38
  2.4 本章小结  38-39
第3章可变气门正时系统总方案确定  39-51
  3.1 试验机型简介  39-40
    3.1.1 机型介绍  39
    3.1.2 缸盖尺寸  39-40
  3.2 设计方案的确定  40-47
    3.2.1 气门复位方式  40-42
    3.2.2 正时机构形式  42-45
    3.2.3 液压油源  45-47
  3.3 电控液压驱动可变气门正时系统方案  47-50
    3.3.1 电控液压驱动气门正时系统的构成  47-49
    3.3.2 电控液压驱动气门正时系统的工作原理  49-50
  3.4 本章小结  50-51
第4章电控液压驱动可变气门正时系统设计  51-66
  4.1 驱动机构固定架设计  51-52
  4.2 液压系统设计  52-60
    4.2.1 液压泵  52-53
    4.2.2 电机  53
    4.2.3 油管及管接头  53-55
    4.2.4 滤油器选取  55
    4.2.5 蓄能稳压设计  55-57
    4.2.6 变频器选取  57-59
    4.2.7 压力变送器  59
    4.2.8 系统密封设计  59-60
  4.3 配气机构驱动组件设计  60-63
    4.3.1 驱动机构壳体设计  60-62
    4.3.2 气门驱动柱塞设计  62-63
    4.3.3 驱动机构底壳设计  63
  4.4 电控液压驱动可变气门系统的控制系统  63-65
    4.4.1 恒压供油系统  63-64
    4.4.2 电磁阀  64-65
  4.5 本章小结  65-66
第5章电控液压驱动可变配气系统建模与动态特性仿真分析  66-92
  5.1 仿真软件AMESim 简介  66-69
  5.2 系统模型的建立  69-76
    5.2.1 油泵模型  70-73
    5.2.2 管类模型  73
    5.2.3 限压阀  73-74
    5.2.4 电磁阀组件及气门驱动机构  74-75
    5.2.5 整体模型  75-76
  5.3 流体属性  76
  5.4 电控液压系统的参数研究  76-91
    5.4.1 共轨压力  80
    5.4.2 柱塞直径  80-81
    5.4.3 气门弹簧  81-83
    5.4.4 电磁阀  83-87
    5.4.5 管路参数  87-91
  5.5 本章小结  91-92
结论  92-94
参考文献  94-99
致谢  99

基于柴油机燃油介质的VVT系统研究

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