气门重叠角对天然气掺氢发动机性能的计算分析

通过改变发动机配气相位,实现不同气门重叠角方案,研究不同气门重叠角大小对发动机各项性能的影响关系.利用GT-Power软件建立了某款天然气掺氢发动机仿真模型,分析了两种配气方案下气门重叠角对发动机扭矩、排放的影响规律,最终确定发动机在全负荷工况时1 400 r/min和2 300 r/min转速下配气方案2对应20°CA气门重叠角为最佳研究方案,该研究方法为气门重叠角的实际应用提供理论指导.     

发动机配气机构的配气定时研究与应用

针对发动机配气机构设计与分析所提出的工程实践问题,导出了一整套出气门运动规律反求的计算理论,提出了发动机配气机构的配气定时分析的方法,分别对汽车、摩托车发动机配气定时的排气提前角、排气迟闭角、进气提前角、进气迟闭角及相应位置的气门位移和气门重叠角等进行了研究,揭示了中低速和高速发动机配气定时应有的参数特征.     

天然气发动机配气凸轮型线的改进设计

利用AEXCITE TIMING DRIVE软件,建立某四气门天然气发动机运动学和动力学模型,对原有发动机配气机构进行性能分析,发现了原机配气机构存在丰满系数小、落座冲击大、接触应力过大、有轻微反跳和飞脱问题.通过改进设计凸轮型线的缓冲段和工作段型线,模拟结果表明,进气门丰满系数从原机的0.56增加到0.58,排气门丰满系数从0.53增加到0.57,增加了发动机的充气性能,同时也解决了气门落座冲击大、反跳问题,减少了凸轮与挺柱间的接触应力.发动机性能试验结果表明,改进设计后的配气机构同时也改善了发动机的动力性能,提高了功率和转矩.     

电液式柴油机可变气门系统结构强度分析

利用有限元法,对比分析原机配气机构与改进后可变气门机构关键零部件的结构强度,同时利用名义应力法对零部件的疲劳寿命进行对比。结果表明:相比原机气门机构,当液压缸内出现最大稳态压力载荷,可变气门机构零部件总体静应力分布与原机相差不大,应力最高增幅出现在挺柱组件中,应力最高增加20.2%;当缸内出现瞬态压力振动幅值,挺柱组件的应力增加到原机的127.4%,但零部件最大应力依旧远低于材料屈服极限,静应力满足强度要求。此外,分别使用Goodman方程和Gerber方程来描述应力幅和平均应力之间的关系时,零部件的应力幅低于材料的疲劳极限,零部件寿命满足发动机零部件无限寿命设计要求。     

凸轮型线的原理性反求

以154FM I发动机为例,利用AVL/TYCON软件建立该发动机配气机构运动学分析模型进行数值模拟.通过模拟所得气门升程、速度、加速度曲线拟合气门升程曲线,然后由拟合所得气门升程曲线反求该凸轮型线.该凸轮型线原理性反求方法提供了一种通过检测凸轮样件的型线来获取凸轮型线原始设计逼近值的新途径.     

基于Simulink的发动机落座力仿真分析

为分析气门-气门座寿命的重要影响因素——气门落座力．以EQ6100为例，提出了一种发动机配气机构落座力的计算方法．即在建立一种新的气门落座力分析模型后运用．Matlab软件中的Simulink模块对其进行仿真分析以求出气门落座力，在此基础上探讨了配气机构集中质量、预紧力、气门弹簧刚度对发动机落座力的影响，结果表明：集中质量和预紧力对落座力的影响较大．这为发动机气门机构的设计和寿命预测提供了依据。     

喷油提前角对生物柴油燃烧和排放的影响

在一台单缸柴油机上研究了喷油提前角调整对燃用生物柴油和柴油混合燃料燃烧和排放的影响.试验结果表明:喷油提前角增大3°CA,燃烧压力、放热率和燃烧温度优于原机和喷油提前角减少3°CA;在任何工况下,喷油提前角增大会引起NO排放增加,反之减少;烟度随着喷油提前角的改变增大;在±3°CA内调整喷油提前角对HC和CO的排放影响不大,±6°CA内调整喷油提前角HC和CO的排放变差;原机喷油提前角减小3°CA是柴油机燃用B30最合适的喷油提前角,在此喷油提前角HC和CO排放变化不多,NO排放降低.     

排气门强制开启机构的动态性能研究

排气门强制开启机构的动态性能直接影响发动机轻载节油配气机构的工作性能和可靠性,在Adams中建立了配气机构多体动力学模型,模拟分析排气门强制开启机构的动态性能.仿真分析表明,排气门强制开启力为518.7 N,与实测值556 N接近,活塞推杆能够在排气门开启最大升程附近顺利进入凹槽强制开启排气门.     

配气相位对汽油机动力性影响的仿真研究

基于AVL BOOST软件对某轻型车用废气涡轮增压GDI发动机的工作过程进行模拟仿真,并使用台架实验数据对模型进行了验证。在此基础上进行发动机配气相位的优化工作,得到全负荷与部分负荷工况时不同转速下发动机动力性能随配气相位的变化规律:适当增大进气提前角可以提高发动机低转速下的输出扭矩并提高动力性,增大进气迟闭角会导致输出扭矩的降低与动力性的恶化,改变排气相位均会导致全转速下输出扭矩的减少,经过分析后求得最佳的配气相位。仿真结果表明,优化后的配气相位令发动机低转速下输出扭矩及整体扭矩储备系数显著增大,工作更为稳定,动力性提升明显。     

配气机构的多体系统动力学分析

运用多体系统动力学的原理来模拟配气机构的运动学和动力学特性 ,讨论了配气机构多体系统动力学建模和分析的方法 .由于配气机构中的柔体多是细长零件 ,可采用有限段的方法建立其模型 ,其它零件如凸轮、气门头等视为刚体 ,再施加上约束、力和运动激励之后即完成了整个系统模型的建立 .其动力学方程可采用拉格朗日乘子法建立 .作为一个应用实例 ,对云南内燃机股份有限公司生产的 4 10 0QB发动机的配气机构进行了建模分析 ,结果表明该机构的运行情况良好 ,但气门的通过能力以及凸轮 挺柱副的润滑效果有待进一步提高