车用发动机连续可变配气系统的设计与动力学分析

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1、山东大学硕士学位论文车用发动机连续可变配气系统的设计与动力学分析姓名：刘树臣申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：谢宗法20090510摘要传统汽油机凸轮配气定时是通过各种不同配气相位的试验，从中选取某一固定配气相位兼顾各种工况，是发动机性能的一种折衷方案。同时，由于节气f-JX,t进气的节流作用，换气过程中的泵气损失明显增加，因此研制一种连续可变配气定时的配气机构，对于发动机节能减排具有十分重要的现实意义。本文介绍一种用连续可变配气定时控制缸内进气量的发动机配气机构。在该机构中用凸轮型线控制进气门的

2、上升过程；利用液压缸内液体的泄油时刻控制进气门的下降过程；通过调节液压缸内液体开始排泄的时间控制进气打开的持续期，从而实现连续可变进气门定时，该调节可以利用进气门早关控制进气量，也可以利用气门晚关方式采用近期反刍控制进气量。本文以K157发动机为研究对象，通过对发动机配气机构的改进设计，实现配气定时的连续可变，主要工作内容包括以下几个方面：1．利用最大速度位置、最大加速度位置和边界条件对高次多项式配气凸轮进行改进设计，同时，凸轮远休止角增大，以满足转速不同气门最大升程的持续时间不同的要求，与液压系统配合得

3、到一系列连续可变凸轮型线。2．针对K157发动机的缸盖结构，设计液压驱动可变配气机构。在发动机气门与凸轮之间，设计液压驱动机构，通过凸轮、挺柱、液压活塞等驱动进气门开启过程；通过液压节流作用控制进气门落座过程，实现进气门平稳可靠的工作。3．设计液压控制系统。控制液压缸体的进油时刻，使液压油充满缸体，为力的传递提供介质；控制液压流体的泄油始点，使进气门适时回落，实现进气迟闭角的连续可变。4．基于质量守恒定律的流体连续性方程和动量定理的运动微分方程，建立可变配气系统的动力学方程，并对锥形节流、槽形节流工况下的

4、挺柱腔压力、小活塞腔压力、气门升程、气门速度、气f-J；0n速度进行对比分析。5．通过实验验证配气机构改进设计后对发动机进气性能的影响。实验结果表明，新开发的配气机构可有效地控制了发动机的进气性能。山东大学硕十学位论文关键词连续可变配气定时：液压系统；凸轮型线；进气迟闭；动力学计算ABSTRACTABSTRACTThevalvetimingoftraditionalgasolineengineisacompromiseplanofengineperformancewhichisselectedbyavar

5、ietyofdifferentvalvephaseexperiments．Besides，becauseofthethrottleofintakemanifold，pumpinglossofexchangeprocesssignificantlyincreased．Asaresultofthat，studyingonacontinuouslyvariablevalvetrainhasgreatpracticalsignificancetotheenergysavingandemissionreductio

6、n．Thispaperpresentsacontinuousvariablevalvetimingtrain．Inthismechanism，therisingprocessofintakevalveiscontrolledbycamprofilewhilethefallingprocessofintakevalveiscontrolledbyhydraulicsystem．Bycontrollingtherelievingtimeofhydraulicsystem，wecondecidetheintak

7、edurationandthenrealizevariablevalvetiming．Themassflowinthecylindercailbecontrolledbylateclosingofintakevalve．ThispaperchoosesK157astheresearchobject．Byredesigningthevalvetrainoftheengine，itcanachievethecontinuousvariablevalvetiming．Themaintasksincludethe

8、following：First,usethepolynomialprofiletodesignthecamofvalvetrain．Meanwhile，theangleofreposeincreasesinordertomeetthedifferentdurationofthegreatestvalveliRwithdifferentspeedandhydraulicsystem，thenwecanobtainaserieso