无节气门汽油机燃烧循环变动的试验研究

摘要

全可变液压气门机构(fully hydraulic variable valve system，FHVVS)可以实现气门最大升程、气门开启持续期和配气相位三者连续可变。采用自主研制全可变液压气门机构，研制了BJ486EQ型无节气门汽油机。在无节气门汽油机上进行了进气性能和燃烧性能的试验研究。通过与节气门汽油机试验研究对比，深入分析和研究了无节气门汽油机燃烧循环变动现象，并且提出多种措施来改进无节气门汽油机的燃烧循环变动。主要研究内容如下:
　　第一，研制无节气门汽油机样机并搭建试验台架。在BJ486EQ型节气门汽油机上搭载了FHVVS机构，实现了汽油机的无节气门负荷控制方式;搭建了汽油机试验台架，对试验仪器设备和试验测试系统进行了改进和完善。
　　第二，探究FHVVS机构对无节气门汽油机燃烧性能的影响。通过测量无节气门汽油机的缸内气体压力，分析其燃烧循环变动的情况。研究结果表明，在小负荷工况下，与节气门汽油机相比，无节气门汽油机缸内残余废气倒流的数量很少，不利于燃油的蒸发和混合，导致燃烧性能不稳定，循环变动显著增大。此外，无节气门汽油机由于取消了节气门，导致压缩终点的温度和压力降低，着火稳定性变差，导致循环变动增大。
　　第三，提出多种措施来改善无节气门汽油机的燃烧循环变动。通过改变点火提前角、改变进气温度、增强点火能量和进气涡流来探究无节气门汽油机循环变动的变化规律。研究结果表明，增大点火提前角可以改善燃烧性能，使放热重心CA50处在理论最佳位置，但是调节过大时会出现失火，导致循环变动显著增大;提高进气温度对燃烧循环变动的改善有一定作用，但是效果不明显;增强点火能量在一定程度上可以改善燃烧循环变动，但具有一定的局限性，当处在小负荷和较大点火提前角时，失火现象依旧存在，燃烧循环变动依旧较大。
　　第四，项目组新研制了一种可以产生较强进气涡流的螺旋进气门，在小气门升程下，可以产生较大的进气涡流，有效地促进了燃油的蒸发和混合，大幅度地降低无节气门汽油机在小负荷时的燃烧循环变动，同时提高燃烧指示热效率。试验结果表明，当BMEP为0.19MPa时，相比于原机进气门，采用螺旋进气门后，循环变动率可从44.3％降低至2.7％。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的目的与意义

1．2 无节气门汽油机的研究现状

1．3 燃烧循环变动的研究现状

1．4 本文的主要研究内容

第2章 全可变液压气门机构简介

2．1 全可变液压气门机构的结构和工作原理

2．1．1 气门驱动机构的结构及工作原理

2．1．2 控制机构的结构及工作原理

2．1．3 全可变液压气门机构的工作过程

2．1．4 全可变液压气门机构的整体布置

2．2 全可变液压气门机构的负荷控制策略

2．3 本章小结

第3章 试验台架的搭建及试验系统设备

3．1 试验台架及仪器设备

3．2 试验样机

3．3 试验方法

3．4 本章小结

第4章 FHVVS机构对燃烧循环变动的影响

4．1 燃烧循环变动的评价指标

4．2 无节气门汽油机燃烧循环变动

4．2．1 燃烧循环变动现象

4．2．2 燃烧循环变动的原因

4．3 负荷对燃烧循环变动的影响

4．4 转速对燃烧循环变动的影响

4．5 本章小结

第5章 改善燃烧循环变动的研究

5．1 点火提前角对燃烧循环变动的影响

5．2 进气温度对燃烧循环变动的影响

5．3 点火能量对燃烧循环变动的影响

5．4 进气涡流对燃烧循环变动的影响

5．4．1 产生进气涡流的方式

5．4．2 进气涡流对燃烧性能的影响

5．5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的学术论文及参与的科研项目