某小型高速汽油机配气机构性能分析及改进

摘要

通过改进配气机构是提高发动机动力性能与经济性能的一种有效措施。目前，国内250ml排量以下的摩托车用小型高速汽油机，普遍存在怠速工况的燃烧稳定性差，低速工况的扭矩小；经济转速范围比较窄，整体油耗水平偏高；高速工况的最大功率略小；全工况范围内的排放较差等问题。本文通过对某企业的一款摩托车汽油机的配气机构进行改进，配气相位改进，并对进排气凸轮型线进行重新设计并进行计算分析，最终实现对原机的动力性能与经济性能进行改善。本文的主要工作如下：
　　（1）利用AVL_EXCITE TD软件搭建原机配气机构模型，分别对原机的配气机构运动学与动力学进行分析，结果表明原机存在进气缓冲段与气门间隙匹配不良，造成进气门波动较大，而且影响动力学性能。在运动学分析中，表明原机进排气门与活塞之间均存在较大间隙，因此有增大进排气门最大升程的空间，将进气门最大升程增大到8mm，排气门最大升程增大到7.6mm，减小泵气损失。动力学结果表明，原机进气存在飞脱现象，凸轮与摇臂间的圆弧接触面应力偏大。
　　（2）对原机的台架试验结果进行分析，提出原机配气相位的改进方案，并以此设计出对应的凸轮型线，利用GT-Power模拟计算各个相位对应的发动机性能，并进行对比分析择优，确定最终改进的配气相位。仿真结果比原机的充气效率普遍提高3％左右，最高提高5.33%；功率在低速工况增加较为明显，最大功率比原机增大1.98%；在燃油经济性方面，增大了油耗经济范围。
　　（3）根据改进后的配气相位，与最大气门升程，对凸轮型线重新设计，在动力学分析中，调整不同的气门间隙，确定合适的气门间隙，以解决原机配气机构存在的不良问题。对改进后的配气机构进行运动学与动力学计算分析，表明原机配气机构存在的一些问题得以有效解决。同时，对原机摇臂进行改进，将原来的普通摇臂改为滚子式摇臂，改善了凸轮与摇臂间的受力过大问题。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 配气机构研究技术发展现状

1.3 本文的研究目的和主要工作内容

第2章 配气机构设计理论与技术

2.1 配气机构总体布置

2.2 配气凸轮型线设计理论

2.3 AVL-EXCITE-TD软件介绍

2.4 本章小结

第3章 原机运动学的评价分析

3.1 运动学评价标准

3.2 配气机构单阀系SVT模型的建立

3.3 原机运动学计算分析

3.4 原机运动学分析与评价

3.5 本章小结

第4章 原机配气机构动力学分析

4.1 动力学评价标准

4.2 配气机构动力学质量模型

4.3 配气正时系统动力学模型的建立

4.4 原机配气机构动力学计算与分析

4.5 原配气机构动力学分析与评价

4.6 本章小结

第5章 原机试验性能分析与配气机构改进方案

5.1 原机试验与性能分析

5.2 几种配气方案性能对比分析

5.3 本章小结

第6章 改进后的配气机构的分析

6.1 凸轮型线的设计

6.2 改进后的配气机构运动学分析

6.3 改进后的配气机构的动力学分析

6.4 原机与优化方案配气机构对比

6.5 本章小结

总结与展望

全文总结

展望

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢