可變壓縮比（Variable Compression Ratio,VCR）技術(shù)是一種改善發(fā)動機(jī)動力性,經(jīng)濟(jì)性和排放性的前沿技術(shù)。本文通過研究國內(nèi)外可變壓縮比機(jī)構(gòu),選擇將發(fā)動機(jī)連桿作為研究對象,采用改變連桿長度來實(shí)現(xiàn)壓縮比的可變。本文以常柴ZS1100單缸直噴柴油機(jī)為樣機(jī),結(jié)合專利《一種內(nèi)置電機(jī)驅(qū)動式可變長度連桿》提出了本文的設(shè)計方案。本方案將電機(jī)置于連桿內(nèi)部,充分利用缸體內(nèi)狹小的空間;VCR連桿主要傳動零件只有四個,結(jié)構(gòu)簡單,利于加工;且連桿巧妙地利用螺紋傳遞運(yùn)動的作用,將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為上下移動來實(shí)現(xiàn)連桿長度的變化。本文選取了N20減速電機(jī)和JGA20-180B直流減速電機(jī)兩款驅(qū)動電機(jī),然后根據(jù)電機(jī)尺寸和原機(jī)連桿結(jié)構(gòu)參數(shù)確定了VCR連桿零件的基本尺寸,N20減速電機(jī)驅(qū)動的VCR連桿零件整體尺寸較JGA20-180B直流減速電機(jī)驅(qū)動的VCR連桿大。利用CATIA對VCR連桿進(jìn)行三維建模,計算了壓縮比變化范圍,并對壓縮比和VCR連桿長度之間的變化關(guān)系進(jìn)行了分析。本文利用ADAMS對VCR機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析,對比了不同壓縮比對活塞的位移,速度和加速度等性能的影響,發(fā)現(xiàn)不同壓縮比下活塞的行程... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

014年-2019年全國汽車保有量走勢汽車行業(yè)的繁榮與否，是衡量一個國家實(shí)力的標(biāo)準(zhǔn)之一，但是隨著汽車保有量的增長，各種各樣的問題也接踵而至

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文2為此，我國在汽車的節(jié)能減排方面投入大量精力，提出明確目標(biāo)的同時也制定了日益嚴(yán)苛的法規(guī)，要求截止到2020年各大汽車廠商必須要實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)乘用車平均油耗降到5L/100km[3]，圖1.2所示為我國不同階段油耗法規(guī)燃油消耗目標(biāo)。圖1.2我國不同階段油耗法規(guī)燃油消耗目標(biāo)目前，隨著能源形勢的日益嚴(yán)峻，排放法規(guī)和油耗法規(guī)的日益嚴(yán)苛，使得各行各業(yè)，尤其是汽車行業(yè)對發(fā)動機(jī)的要求不斷提高，一般的發(fā)動機(jī)不能同時滿足良好的動力性、排放性和燃油經(jīng)濟(jì)性這三個要求，并且在冷啟動、怠速和部分負(fù)荷工況時，發(fā)動機(jī)燃燒不完全一直是待解決的問題[4]，為了解決這些問題，各大汽車公司都在致力于研發(fā)發(fā)動機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，一些新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，發(fā)動機(jī)可變技術(shù)就是其中之一。發(fā)動機(jī)可變技術(shù)具體包括可變氣門正時／升程技術(shù)（VariableValveTiming，VVT／VariableValveLift，VVL）、可變進(jìn)氣歧管技術(shù)（VariableIntakeManifold，VIM）、可變截面渦輪技術(shù)（VariableGeometryTurbine，VGT）、可變壓縮比技術(shù)（VariableCompressionRatio，VCR）等。其中，可變壓縮比技術(shù)（VCR）在提高發(fā)動機(jī)熱效率，提升發(fā)動機(jī)動力性，降低油耗，降低排放，改善冷啟動性等方面發(fā)揮著巨大的作用，因此獲得了國內(nèi)外各大車企和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注�？勺儔嚎s比技術(shù)雖然有著上述優(yōu)點(diǎn)但是卻沒有得到相應(yīng)的發(fā)展，主要原因是由于現(xiàn)有的可變壓縮比方案的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，工作可靠性差，一直只處于試驗(yàn)階段，但作為改善發(fā)動機(jī)性能最有效的手段之一，可變壓縮比技術(shù)仍值得我們不斷去探索和研究。如圖1.3所示是2002年雷諾公司對發(fā)動機(jī)前沿技術(shù)的研究報告,以當(dāng)前的汽油機(jī)的燃油消耗水平為基準(zhǔn)，用稀薄均質(zhì)燃燒和改善熱管理等技術(shù),可以降低油耗5%左右,采用汽油直噴和無凸輪等技術(shù)可以

第1章緒論3圖1.32002年雷諾公司對發(fā)動機(jī)前沿技術(shù)對經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)量的潛力評估可變壓縮比技術(shù)主要是對壓縮比進(jìn)行可控改變，壓縮比是發(fā)動機(jī)的重要參數(shù)，是指活塞在下止點(diǎn)時氣缸的最大體積與活塞在上止點(diǎn)時氣缸的最小體積之比[6]。一般來說，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)是固定不變的，因此，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)選擇壓縮比時必然是以各種影響因素為限選出定值，固定的壓縮比是考慮到各個參數(shù)的折中，必然會犧牲某些工況的性能作為代價，因此難以發(fā)揮出整機(jī)潛力，將可變壓縮比技術(shù)運(yùn)用到發(fā)動機(jī)上，可以改善發(fā)動機(jī)的綜合性能。對于增壓發(fā)動機(jī)，在大負(fù)荷工況時，若壓縮比較大，會導(dǎo)致壓縮終了時燃燒室的溫度和壓力可能會因過度升高而產(chǎn)生爆震，這樣不僅會影響動力輸出，同時會使發(fā)動機(jī)所受熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷增大影響發(fā)動機(jī)的工作壽命，所以，在設(shè)計增壓式發(fā)動機(jī)的壓縮比時得比普通自然吸氣的發(fā)動機(jī)低很多。但壓縮比設(shè)計過低，又會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)在低負(fù)荷工況下燃料不能充分燃燒，因此不僅會造成輸出的扭矩要比普通自然吸氣的發(fā)動機(jī)少的多，而且會惡化發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放性[7]。在增壓發(fā)動機(jī)上采用可變壓縮比技術(shù)，在小負(fù)荷時采用大壓縮比，能夠避免由于壓縮比固定不變所導(dǎo)致發(fā)動機(jī)在部分負(fù)荷時性能的降低，同時在大負(fù)荷時采用小壓縮比，能夠有效防止爆震的發(fā)生。VCR技術(shù)在發(fā)動機(jī)的熱效率和經(jīng)濟(jì)性方面有著巨大的作用。如圖1.4所示，對于傳統(tǒng)進(jìn)氣道噴射的汽油機(jī)，無論是自然吸氣發(fā)動機(jī)還是增壓發(fā)動機(jī)，在小負(fù)荷時如果采用較大的壓縮比（14-16），其有效熱效率將達(dá)到35%以上[8]。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3051468