摩托车发动机三维凸轮可变配气机构的研究

为了拓宽摩托车发动机配气机构的最佳工作区间,提出一种基于三维凸轮的发动机新型可变配气机构,该机构控制的进气门相位及升程凸轮具有连续光顺变化的三维型面,能根据发动机不同的运行工况选择与之相匹配的工作型线.研究表明,采用三维形式的进气凸轮不仅可以方便地调控进气门的启闭相位,而且还能在一定的幅值范围内调节进气门的升程,从而可将配气机构的最佳工作参数从标定工况的狭窄区域延展至发动机的常用工况区域.     

凸轮驱动的液压全可变气门机构研究

考虑到电液式可变气门大多需要高响应性的电磁阀,成本高昂控制复杂,而目前市面上技术较为成熟且应用较广VVT和VVL技术,对于配气参数的调节是有限且有级的.作者设计了一种凸轮驱动的可变液压气门机构,并进行了台架试验研究.该可变液压气门机构的提前泄油量的调节可以使气门升程和关闭角同时可变,而延后压油量的调节可以使气门升程,开启角和关闭角均可变.结果表明,所设计的可变气门机构实现了气门开启角,关闭角和气门升程的配气参数全无极可变,并且该系统成本低廉、控制方便.      

MIVEC机构原理与故障检修

三菱新型气门正时电子控制系统MIVEC(MIVEC——Mitsubishi Innovative Valve timinglifting Electronic Control System)能够通过不断调整进气凸轮轴以及曲轴的相位来优化气门正时,以确保发动机在各种运行条件下获得最佳的配气相位。可将配气相位按照发动机不同工况进行连续可变,使得发动机的经济性和动力性兼顾。本文主要分析MIVEC工作原理、工作过程及故障检修和排除的方法。     

可变气门机构在轿车发动机上的应用及其检修

可变气门机构能使发动机的配气相位和气门升程随发动机运转工况变化,在提高发动机的燃料经济性、动力性、运转稳定性,减少排放污染等方面效果明显,因此目前被广泛应用在轿车发动机上。本文从可变气门机构的作用原理出发,归纳和分析了常见可变气门机构的类型、结构和特点,并重点介绍了可变气门机构的主要检修内容和方法。     

四气门发动机可变进气结构的斜轴涡流特性

为了研究滑动式可变进气结构对缸内斜轴涡流特性的影响．利用稳流气道试验台对这种可变进气结构的涡流和滚流进行了实验，采用特定方法计算了可变进气结构的缸内斜轴涡流特性．研究表明，在这种可变进气结构作用下，缸内气体运动不再是单纯的涡流运动或滚流运动，而是斜轴涡流运动；并在一定进气门及进气道出口结构前提下，存在一个临界的气门升程；在临界气门升程以后，缸内开始形成较为稳定的斜轴涡流运动；这种可变进气结构可有效地调节斜轴涡流运动的组成．除具有纯滚流特点的S1阀片位置外，缸内气体斜轴涡流运动强度与单边气道截面被遮住的面积成正比．     

汽油机连续可变进气凸轮轴相位策略的数值模拟

针对486Q汽油机连续可变进气凸轮轴配气相位系统的研制,采用发动机循环模拟数值方法研究连续可变进气凸轮轴配气相位系统的相位策略。数值模拟表明486Q汽油机在高负荷中低转速工况通过进气相位提前抑制进气在气门关闭时刻向进气道的倒流可有效提高循环进气量,使中低转速工况动力输出性能提高6%～8%,其结果与随后试验测试获得进气相位变化量一致。综合考虑燃油消耗率和有害排放物生成,数值模拟中等负荷工况进气相位参数的调节优化,通过进气相位提前,示例工况缸内残余废气系数可从9%增加到20%,NO排放量低减约80%,燃油消耗     

汽油机全可变气门机构的运行能耗

在汽油机中配置可变气门机构会改变因驱动气门机构而消耗的能量.为了研究全可变气门机构汽油机气门机构消耗的能量,在实验台架上测取了可变气门正时(VVT)、可变气门升程(VVL)执行器消耗的电能以及驱动气门机构的扭矩,并计算了驱动功率.实验结果表明,VVT及VVL电子执行器消耗的电能较小,气门机构驱动消耗机械能量相对较大.发动机转速为1,500,r/min,机油温度为60,℃时,气门升程从9,mm下降到1,mm,气门机构驱动功率从700,W下降到50,W.负气门重叠角负荷控制在发动机转速1,500,r/min,平均有效压力0.2 MPa时最高可节油18.8%,进排气门最大升程均较小是其节油的重要原因.     

现代发动机可变配气系统及电磁气门驱动机构

车用发动机的转速变化范围较宽．传统配气机构不能满足各种转速的充量要求．采用新型可变凸轮机构和可变气门定时机构可使发动机的动力性、经济性和排放得到改善．但仍未达到理论上的理想状态．一种双弹簧、双线圈式电磁气门驱动系统可以有效地解决以上问题．该系统在设计时应考虑以下三方面的因素：气门实现软着陆；具有足够高的响应速度；较小的能耗．     

125型发动机配气机构的噪声分析

为了研究发动机配气机构的噪声机理及其影响因素,进行了某125型发动机配气机构的噪声分离实验,实验结果揭示出其主要噪声由摇臂与气门杆敲击、气门落座撞击产生.通过进一步对配气机构进行运动学和动力学仿真模型的建立与计算,分析出配气机构摇臂敲击力和气门落座加速度的产生主要与配气机构的凸轮缓冲段升程、凸轮缓冲段包角以及凸轮缓冲段加速段系数等参数有关,合理的选择凸轮参数,有利于降低配气机构摇臂敲击力和气门落座加速度,从而降低配气机构的噪声和提高配气机构的平稳性.     

气门参数对汽油机可控自燃燃烧控制作用的数值模拟

通过可变气门机构使部分燃烧废气保留在缸内，是实现汽油机可控自燃（controlled auto—ignition，CAI）燃烧的切实可行的办法，然而多参数可调气门机构增加了控制的复杂程度。为此，利用-维循环模拟软件在Simulink环境中建立了带有进、排气门升程及定时均可控的四变量气门执行机构（4-variable valve actuating system，4VVAS）的汽油机仿真试验平台，探讨了气门各参数对循环热废气及CAI燃烧过程的控制作用及控制敏感性。研究结果表明，其他参数相同时，排气门定时对汽油机CAl燃烧的影响主要体现在缸内废气残留量及废气温度的大小，而进气门定时主要通过影响进气回流和有效压缩比来影响燃烧过程；存在一个最佳位置没有进气回流，能够取得最大负荷。在当量比燃烧时，排气门参数对发动机负荷和着火时刻的控制最为直接和有效，是汽油机CAI燃烧的重要控制参数。     

摩托车发动机VVT系统控制策略的分析

针对中小排量摩托车发动机的特点,研制了可切换双进气正时参数VVT系统．以一维CFD计算为基础,建立了摩托车发动机VVT系统的循环仿真模型。在此基础上,对发动机怠速低负荷、中等负荷、低转速高负荷、高转速高负荷不同工况条件下VVTL（Variable Valve Timing and Lifting）运行模式的控制策略进行了详细探讨．结合JH125摩托车发动机所进行的研究表明,VVT系统可以在各种不同工况下实现发动机动力性、经济性以及排放性能的有效提高．     

摩托车发动机VVT系统参数的设计与优化

针对中小排量摩托车发动机的特点,研制了可切换双进气正时参数VVT系统.以发动机工作过程循环模拟为基础,通过嵌入VVT机构运行模式和控制策略的系统参数,分析了VVT结构参数、控制参数、以及相应运转参数对发动机性能的影响,对VVT系统高速和低速工况的进气迟闭角、气阀升程、切换转速等参数进行了优化设计.研究表明,在JH125摩托车发动机上装载所设计的可切换双进气正时参数VVT系统,可有效提高其整个转速工况范围的动力性指标.     

可变气门升程对涡轮增压缸内直喷汽油机缸内流动特性的影响

采用数值模拟方法对不同最大进气门升程（MVL）下涡轮增压缸内直喷汽油机缸内气体的流动特性进行分析,以掌握变气门升程对缸内流动的影响规律．结果表明,MVL的减小使过进气门中心线的纵截面内的顺时针滚流增强。在120℃A时刻,MVL为7．7mm时截面内气体流动以逆时针滚流为主,而MVL为1．0mm时截面内气体流动以顺时针滚流为主;低MVL有利于进气初期缸内滚流比的提高,而在进气后期及压缩过程中,MVL为1．0mm时缸内滚流比明显低于MVL为7．7mm和4．0mm时的缸内滚流比;随着进气门升程的减小,湍流强度第一个峰值明显升高（MVL为7．7mm时峰值为0．54,而MVL为1．0mm时峰值达1．03）,但小MVL条件下湍流强度衰减较快,在压缩末期3种MVL下的湍流强度差别较小．     

切换凸轮型线VVT机构的结构强度

切换凸轮型线VVT机构通过高、低速摇臂的切换来实现不同转速的气门升程控制和正时系统.采用多体动力学的方法,仿真分析高、低速摇臂在切换前后的动力学特性,并将其作为有限元分析的边界条件,施加于切换前后高、低速摇臂和活塞上,从而进行结构分析.计算结果显示,高、低速摇臂满足设计要求,切换活塞的尺寸偏差不影响VVT机构的工作.     

四气门直喷式柴油机进气过程缸内流场的模拟研究

利用缸内三维流场测量装置,运用热线风速仪在稳流模拟试验台上研究了四气门直喷式柴油机进气过程的缸内流场特性,并与两气门直喷式柴油机进行了比较,揭示了四气门直喷式柴油进气涡流的形成过程及气门开度对其影响的变化规律。两气门直喷式柴油机进行涡流主要由进气门轴线至气缸轴线附近的强气流产生,缸内主涡流出现在进气门下方,副涡流较弱;四气门直喷式柴油机的进气涡流主要由气缸周边处的强气流产生,缸内主涡流出现在两进气     

Atkinson循环汽油机小负荷燃油经济性优化

为优化汽油机小负荷区域燃油经济性,通过分析进气相位对汽油机小负荷工况燃油经济性影响规律。调整进气正时参数,推迟进气晚关角,优化进气门开启持续期,实现Atkinson循环发动机耗油率的下降。研究结果表明:采用Atkinson循环的发动机,在膨胀比增加的基础上,配合VVT及进气门开启持续期的调整,可以提升燃油经济性并降低泵气损失。提高几何压缩比由10.5增加到12.0,配合调整VVT和进气门开启持续期,利用曲柄连杆运动规律控制有效压缩比到10.7。选择进气门晚关角为下止点后100 CA、进气门开启持续期为270 CA时燃油经济性达到最优,对比原发动机性能效果改善17.96%,同时泵气损失降低13.96%。因此该优化方案为发动机油耗的改善,提供了一种有效的参考。