柴油机全可变电液配气驱动技术及性能仿真研究

摘要

传统发动机是利用机械凸轮机构来驱动进排气阀，由于凸轮轮廓线是固定不变的，因而其气阀升程、配气定时等配气参数也都无法改变，通常只能保证在某一工况下优化其性能。现应用的可变配气机构只是通过改变不同凸轮的型线或凸轮的相位角来实现，只能在某几个工况下进行优化，还无法满足实时全程可变控制的要求。
　　本文提出并设计了一种无凸轮的全可变电液配气驱动器。首先基于缸内最优充气理论计算4102柴油机各转速下的缸内最大充量，得到该充量下的最优配气参数，同时仿真分析配气参数对发动机性能的影响规律；基于上述基础完成配气机构在 CY4102BG柴油机应用的匹配设计。设计的全可变电液配气驱动器保留原柴油机的气阀及弹簧，取消凸轮轴、推杆、摇臂等配气机构驱动附件。可在各种工况下对发动机气门相位，气门升程，气门持续期等配气参数进行柔性全可变控制，明显改善发动机的性能；同时，驱动机构特别设计的缓冲腔能有效的控制气阀落座速度，降低发动机由于落座冲击而产生的振动和噪声，自锁反馈系统对整个装置形成自锁反馈，以简单的外部控制来使气阀运动更加精确高效。
　　基于 AMESim仿真环境建立全可变电液配气驱动器的机、电、液模型，仿真分析该机构的全可变配气驱动性能，仿真结果表明设计的全可变电液配气驱动器完全满足气门运动全可变要求；加工电液配气驱动器，设计驱动控制器，基于4102发动机气阀试验台搭建单缸进气驱动试验装置，开展单缸驱动验证试验，结果表明该配气机构在给定的控制信号驱动下，能有效实现气门全可变参数运动，为后续柴油机全可变配气性能试验开展提供基础。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 论文的选题背景及意义

1.2 可变配气技术发展概述

1.3 可变配气技术的分类及国内外发展现状

1.4 本文的主要研究内容

第二章 基于4102柴油机可变配气的缸内充量优化过程

2.1 4102BG柴油机技术参数

2.2 全可变配气参数对发动机的性能影响分析

2.3 缸内充量的计算方法

2.4 4102柴油机缸内充量优化过程

2.5 本章小结

第三章 全可变电液配气驱动器设计

3.1 总体方案的确定

3.2 全可变电液配气驱动器的组成及原理

3.3 全可变电液配气驱动器液压系统参数设计

3.4 全可变电液配气驱动器的结构参数设计

3.5 设计的全可变电液配气驱动器的优势分析

3.6 本章小结

第四章 全可变电液配气驱动器建模及性能仿真分析

4.1 仿真环境简介

4.2 全可变电液配气驱动器模型的建立

4.3 全可变电液配气驱动器的性能仿真分析

4.4 本章小结

第五章 控制系统设计及驱动验证试验

5.1 控制系统设计

5.2试验台架搭建及单缸驱动试验

5.3 本章小节

全文总结及展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢