基于液压驱动气门系统的柴油机性能研究

【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%。
【作者】王永帅；
【导师】杨靖；
【作者基本信息】湖南大学，动力工程及工程热物理，2014，硕士
【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；

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