凸轮轴型线设计对PFI汽油机低速性能影响的试验研究.pdf

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1、内燃机与配件2015年第8期凸轮轴型线设计对PFI汽油机低速性能影响的试验研究李杨12李东辉”李克俊12贾絮影12李炳南12聂学行12(1．长城汽车股份有限公司2．河北省汽车工程技术研究中心)[摘要]凸轮轴是发动机进气系统的重要组成部分，不同型线直接影响发动机的性能和排放水平。本文通过对PFI增压汽油机进行不同型线的凸轮轴计算分析和试验验证，研究了凸轮轴型线对发动机性能及燃烧特性的影响。试验表明，适当减小气门重叠角可以有效提高低速扭矩，但是燃烧变差，适当增大进气门升程及包角，可以增加扫气的同时提高燃油雾化效果，改善燃烧降低

2、油耗，但对扭矩无明显影响。(关键词]凸轮轴型线PFI性能排放Abstract：Camshaftisanimportantpartoftheengineairintakesystem，differenttypelinedirectlyaffecttheengineperformanceandemissionslevels．BasedonPFIfordifferentlinesturbochargedgasolineenginecamshaftcalculationanalysisandtest，studiedthecamsh

3、aftlinesinfluenceonengineperformanceandcombustioncharacteristics．TestshowsthatproperreducingvalveoverlapAnglecaneffectivelyim-provethelow—speedtorque，butburning，appropriateincreaseintothevalveliftandAngle，canin—creasethescavengingeffectofatthesametime，improvefuela

4、tomization，improvecombustionoffuel，buthadnoobviouseffectonthetorque．Keyword：camshaft，typeline，PFI，engineperformance，emission0引言凸轮轴是汽油机配气系统的重要组成部分，不同型线引起的性能直接影响发动机的动力性、经济性和排放水平，一般情况下，增大气门重叠角可以增加扫气，减少下一循环的缸内残余废气，从而改善燃烧，而减小气门重叠角则可以改善排放，气门升程与气门重叠角相互配合，共同影响发动机进气。本文通过对凸

5、轮轴型线进行计算，对其气门升程、气门重叠角等重要参数进行优化及试验验证，研究了凸轮轴型线变化对发动机动力性、经济性和排放的影响。1基于凸轮轴型线理论计算分析本文以某款PFI发动机为例，具体参数见表1，共针对3套凸轮轴进行理论计算，分别为VO／V1／V2方案，以V2方案为基础，分别对其进排气持续期及升程进行优化，将动力性作为优先选择标准，具体如下：1．1计算边界输入表1项目参数燃料理论空燃比14．7燃料低热值kJ／kg43500空滤压损／kDa6．9排气背压限值／kDa60中冷器压损限值／kDa10排气温度／。C950Boo

6、st软件作为CAE计算分析常用软件，被广泛用于发动机性能计算分析，本文基于boost软件对凸轮轴进行性能选型，计算边界输入如下：1．2进排气持续期计算分析如图3所示EVOIVIO即排气持续期不变，进气李杨李东辉李克俊贾絮影等：凸轮轴型线设计对Pn汽油机低速性能影响的试验研究41圈1⋯～⋯。翌1t5譬盟一⋯⋯⋯莲蓬]簟]匿一】巨11}+J耀]口口口哩”唾【][一][】[1匕■唾口口}_]口厘蝰口口口口日图2持续期增加100，EVOIV一10即排气持续期不变，进气持续期减小100，两种方案均为动力性最佳。1．3气门升程曲线差异

7、圈4经过计算后的气门升程如图所示，三种凸轮轴方案分别命名为VO／V1／V2，以V2方案为基础，V0方案排气不变，进气包角减小、升程降低，这样将导致进气门迟滞开启和提前关闭，如图4所示。V1方案排气同样不变，分别适当增加进气包角、升程，这样将导致气门持续开启角度增大，如图3所示。1．4进气相位计算分析以常用工况1500rpm为例，通过软件对进气道流量／温度进行计算，说明两种方案差异和侧重点。1500rpm一进气道流量图51500rpm一进气道温度U?U0UffUj0U40Uj4U⋯’zur㈣鞋々j7“(deq)图6以常用转速

8、1500rpm(图6／7所示)为例，由图6可知V0方案进气道峰值流量最大，进气终了阶段气体回流相对较少。由图7可知，1500rpm进气道温度，V0方案整体偏低，V1方案整体略高。分析认为与V2方案相比，vo方案进气门迟滞开启可以使废气排除彻底，降低废气残余系数，提高新鲜空气充量，提前关闭导致进气回流减弱