本文關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及試驗(yàn)研究　出處：《吉林大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益突出,各國(guó)開(kāi)始探究不同形式的節(jié)能減排方式,其中加強(qiáng)燃料的高效利用和降低排放污染變得更加迫切。相關(guān)研究表明,進(jìn)氣相位控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程優(yōu)化和發(fā)動(dòng)機(jī)污染物控制至關(guān)重要。尤其是可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)和可變氣門(mén)升程技術(shù)的運(yùn)用,對(duì)于提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量、提高燃燒熱效率以及控制發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部EGR率起到了明顯作用。本研究設(shè)計(jì)了一款基于液壓控制的可變氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)。通過(guò)利用GT-power軟件對(duì)某四缸柴油機(jī)進(jìn)行仿真,研究不同進(jìn)氣提前角、不同進(jìn)氣遲閉角和不同氣門(mén)升程條件下發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。模擬結(jié)果表明,不同轉(zhuǎn)速下,發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的最適宜氣門(mén)狀態(tài)是不同的。該模擬明確了所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的必要性和使用價(jià)值。針對(duì)該電控液壓可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了整體規(guī)劃并進(jìn)行了相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)液壓仿真軟件AMEsim對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了模擬。重點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)液壓壓力、節(jié)流閥參數(shù)、彈簧剛度、彈簧預(yù)緊力和大柱塞外徑幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行仿真過(guò)程模擬。結(jié)果表明:系統(tǒng)液壓壓力、彈簧鋼度系數(shù)和彈簧預(yù)緊力對(duì)氣門(mén)運(yùn)動(dòng)的升程變化影響較大,并呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律。節(jié)流閥參數(shù)和大柱塞外徑則對(duì)氣門(mén)的打開(kāi)落座速度影響較大。本文所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于四氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī),相對(duì)兩氣門(mén)結(jié)構(gòu)更加緊湊復(fù)雜,但是可以保證更好的進(jìn)氣量。同時(shí)電磁液壓氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)四氣門(mén)的獨(dú)立控制,可以優(yōu)化進(jìn)氣條件,為實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)活化分層提供了條件。本研究建立了電控液壓可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)試驗(yàn)平臺(tái),并對(duì)裝置進(jìn)行了運(yùn)行試驗(yàn)。利用數(shù)據(jù)采集卡對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集。試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)基本實(shí)現(xiàn)了與仿真模擬結(jié)果相同的運(yùn)動(dòng)曲線,且具有較好的可重復(fù)性。對(duì)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,在相同液壓壓力條件下,氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間服從正態(tài)分布規(guī)律。探究了氣門(mén)打開(kāi)和關(guān)閉所需響應(yīng)時(shí)間與系統(tǒng)液壓壓力的相關(guān)關(guān)系。統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著系統(tǒng)液壓壓力的增加,氣門(mén)打開(kāi)延遲時(shí)間逐漸增加,氣門(mén)關(guān)閉響應(yīng)時(shí)間逐漸縮短。該研究為氣門(mén)的前饋控制提供了可能。同時(shí)試驗(yàn)得到了氣門(mén)升程隨系統(tǒng)液壓壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系,整體上氣門(mén)升程在8MPa至12MPa內(nèi)實(shí)現(xiàn)了升程5mm至9mm的變化,實(shí)現(xiàn)了可變氣門(mén)升程的功能。
[Abstract]:With the increasingly prominent problem of energy crisis and environmental pollution, various countries begin to explore different ways of energy conservation and emission reduction. Strengthening fuel efficient utilization and reducing emission pollution become more urgent. The related research shows that the intake phase control is very important to the optimization of engine combustion process and the control of the engine contaminants. In particular, the application of variable valve timing technology and variable valve lift technology has played a significant role in improving engine intake volume, improving combustion efficiency and controlling the internal EGR rate of engine. A variable valve valve based on hydraulic control is designed in this study. By using GT-power software, a four cylinder diesel engine is simulated, and the performance of the engine is studied under different intake angle, intake delay angle and valve lift. The simulation results show that the optimal valve condition is different for the engine at different speeds. The simulation clarifies the necessity and the use value of the designed organization. The overall planning of the electronically controlled hydraulic variable valve timing mechanism was carried out and the related structure was designed. The mechanism was simulated by the hydraulic simulation software AMEsim. Focus on the system of hydraulic pressure, throttle valve parameters, spring stiffness, spring preload and the plunger diameter of several parameters to simulate the process of. The results show that the hydraulic pressure of the system, the coefficient of spring steel degree and the pre tightening force of spring have great influence on the lift of the valve movement, and present a certain change law. The throttle valve parameters and outer diameter of column valve open seating velocity has great influence. The design of this mechanism is applied in four valve engine, two valve structure is more compact and relatively complex, but can ensure better air intake. At the same time, the electromagnetic hydraulic valve timing mechanism can realize the independent control of the four valve. It can optimize the intake conditions and provide the conditions for the realization of the activation and stratification in the cylinder. The test platform of the electronically controlled hydraulic variable valve positive timing mechanism is set up in this study, and the operation test of the device is carried out. The data acquisition card is used to collect the motion data and control data of the mechanism. The test results verify that the designed mechanism has basically realized the same motion curve as the simulation result, and has good repeatability. The dynamic response of the mechanism is analyzed. The results show that under the same hydraulic pressure, the dynamic response time of valve opening and closing is subject to normal distribution. The relationship between the response time required for opening and closing the valve and the hydraulic pressure of the system is explored. The results show that with the increase of hydraulic pressure of the system, the delay time of valve opening increases gradually and the response time of valve closing gradually shortens. The study provides a possibility for the feedforward control of the valve. At the same time, the relationship between valve lift and system hydraulic pressure is obtained. On the whole, valve lift is changed from 5mm to 9mm at 8MPa to 12MPa, and variable valve lift function is achieved.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK403

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本文編號(hào)：1339847