可变气门相异升程4气门汽油机稳态流动特性

4气门汽油机在双进气门全开的情况下只存在滚流,当关闭其中一个气门后会得到较强的涡流,但流通能力比双进气门全开差.提出可变进气门相异升程概念,研制了可变进气门相异升程凸轮轴.使汽油机在双气门全开的过程中不仅存在滚流,而且在流通能力基本不变情况下得到较强涡流,综合表现出斜轴涡流特性,并可通过调整进气凸轮相异角实时改变两个进气门的升程差,满足汽油机不同工况对缸内大尺度气体运动的不同需求.试验表明:在不同相异角、相同凸轮轴转角下,流通系数变化不大;相同凸轮轴转角下,涡流比、滚流比和无因次斜轴涡流比随着相异角的增加而增大,斜轴涡流倾角随着相异角增加而减小;进气过程中产生两次方向相反的涡流和斜轴涡流.     

可变气门升程下汽油机缸内气体流动特性的研究

在一台4气门可视化光学发动机上,研究了可变气门升程下缸内气体流动特性.研究结果表明:发动机采用不同气门升程,在不同转速下,数值模拟的缸内流场分布与采用激光粒子图像技术测试而获得气流速度场结果吻合良好.发动机在采用最大气门升程为1.7 mm的低气门升程型线下可以产生较强的湍流,尤其在进气行程,其湍流强度是发动机采用最大气门升程为6.8 mm大气门升程曲线时的两倍.进气初期气门阀座处气流速度最高,且随气门升程的降低和转速的提高,气门阀座处气流的速度都有大幅上升;最大气门升程为1.7 mm,发动机转速为960 r/min时,气门阀座处最大速度达到了140 m/s.在低气门升程下,压缩终了的湍动能最大值较高,且湍动能分布更加均匀.     

汽油机连续可变气门升程技术分析与研究

随着油耗法规的逐步严格,国家对于汽车节能减排的要求不断提升,追求汽油内燃机更高的热效率是行业内技术开发的主要方向,连续可变气门升程技术是解决方案之一.连续可变气门升程可以满足汽油机外特性高功率需求,又可以实现汽油机小负荷低油耗的目标.阐述了电液式UniAir、电机械式Valvetronic汽油机连续可变气门升程技术路线...     

全可变液压气门机构的气门运动特性

通过对全可变液压气门机构的气门升程和液压压力的试验测量,研究了全可变液压气门机构的气门运动特性.采用流通面积随气门升程可变的节流孔控制气门落座速度,分析了节流孔形状、最小节流面积和节流面积变化率等对气门落座过程的影响;采用单向阀通道降低液压系统内的液压流体的压力波动,保证了气门的平稳开启.通过对多种工况下气门落座速度的分析,得出气门最大升程对气门落座速度有重要影响,而发动机转速对气门落座速度的影响相对较小的结论.试验结果表明,通过合理匹配有关结构参数,全可变液压气门机构可实现气门平稳开启和平稳落座.     

用PIV方法研究四气门汽油机缸内滚流运动

选取一台Cagiva350单缸四气门汽油机作为试验样机,重新设计了具有透明活塞顶和透明缸套的加长部分,并使之与丰田8A汽油机的基本参数接近,以二氧化钛为示踪粒子,采用激光粒子图像速度法(PIV)研究了该样机在进气和压缩冲程缸内滚流流场的变化情况.研究结果表明,滚流在进气过程中开始形成,逐渐演变成与缸径同大的大尺度旋涡,并在实验所能实测的曲轴转角范围内一直保持,在60°CABTDC时旋涡发生严重畸变,但仍未破碎为小尺度的湍流.     

电控液压可变气门系统控制参数对气门运动规律的影响

通过试验分析在电控液压可变气门机构中油压和控制脉宽对气门附加升程工作特性的影响。研究表明,气门晚关角度主要受控制脉宽影响,油压则影响附加升程的开启速度;影响附加升程的最大升程和附加升程波动率最主要的因素是油压,控制脉宽对附加升程的波动率影响很小;在压力油压为3.5MPa时,附加升程波动率较小,气门工作稳定;通过对气门附加升程的运动特性分析,随着油压降低,气门加速度和速度减小,整个过程工作柔和,气门落座冲击小。     

四气门汽油机可变斜轴涡流系统产生的缸内涡流特性试验研究

在稳流气道试验台上研究了所研制的四气门汽油机可变斜轴涡流系统对进气道流通特性和涡流特性的影响。研究结果表明:在任意的斜轴涡流控制阀轴线与曲轴轴线夹角情况下,进气道的流通系数随着阀片开度的增大而逐渐减小,当阀片开度为0°时进气道的流通系数最大为0.82,流通系数调节范围为0.13~0.82;当斜轴涡流控制阀轴线与曲轴轴线夹角为30°,阀片开度为45°时,进气终了涡流比达到最大值为0.11,进气终了涡流比的变化范围为0.01~0.11。     

高速4气门直喷柴油机可变进气涡流的研究

根据在压缩末期喷雾油束末端的撞壁速度与涡流速度的相对关系。建立了喷雾油束,燃烧室形状和涡流强度关系的数学模型。计算了某4气门直喷柴油机随转速变化所要求的最佳涡流比;设计了带涡流控制阀的双进气道,在稳流气道试验台上对这些气道的涡流比和流量系数随气道人口面积变化的影响进行了试验。结果发现,在4气门直喷柴油机中,很容易通过关闭一个进气道实现最佳涡流比的调节。     

采用可变斜轴涡流系统的四气门汽油机缸内斜轴涡流特性的试验研究

研制了一种四气门汽油机可变斜轴涡流系统,在稳流气道试验台上研究了该系统对进气道流通特性和斜轴涡流特性的影响。研究结果表明,在任意可变斜轴涡流控制阀轴线与曲轴轴线夹角情况下,流通系数和无因次斜轴涡流比随着阀片开度的增大而逐渐减小。当斜轴涡流控制阀轴线与曲轴轴线夹角、阀片开度为0°时,流通系数达到最大值为0.82,流通系数调节范围为0.13~0.82。当斜轴涡流控制阀轴线与曲轴轴线夹角为30°、阀片开度为0°时,斜轴涡流强度达到最大值为0.54,斜轴涡流比调节范围为0~0.54。当斜轴涡流控制阀轴线与曲轴轴线夹角为30°、阀片开度为0°时,斜轴涡流倾角达到最大值为86.8°,斜轴涡流倾角调节范围为0°~86.8°。     

燃烧室EGR策略下气门升程对CAI燃烧的影响

在装备电控液压驱动可变气门机构的单缸试验发动机上,研究了燃烧室EGR策略下气门升程对汽油机可控自燃(CAI)燃烧的影响。研究结果表明:在1 000r/min、过量空气系数为1、气门定时一定的工况下,随着气门升程的增加,EGR率下降,负荷增加,燃烧始点滞后,燃烧持续期增长。在不同气门升程下,CAI燃烧定时区域范围有所差别,气门升程越小所能实现的负荷越小。通过燃烧室EGR策略结合气门升程可拓展CAI燃烧的负荷下限。     

四气门发动机单气门工作时缸内斜轴涡流的稳态测量研究

在稳流气道试验台上研究了 376四气门汽油机一进气门开、另一进气门全闭条件下的斜轴涡流特性 ,发现斜轴涡流倾角在进气过程初期很快跃升到近 90°,之后渐渐回落 ;在进气过程中期之后 ,其倾角稳定于 4 1°左右。这为解决四气门汽油机低转速时燃烧恶化问题提供了重要的理论依据     

一种全新的发动机VVT及VVL装置设计研究

介绍了一种全新的VVT及VVL装置设计方案,并介绍了该装置的结构,分析了其工作原理,同时设计了一种应用于该装置的特殊的凸轮型线,并采用AVLTYCON软件建立了阀系的TYCON模型,对装置进行了动力学计算分析。结果显示,在不同的发动机转速下,随着间隙γ的变化,气门正时及气门升程随之改变,气门正时改变量达60℃RA,气门升程从怠速时的5mm改变到标定转速时的8mm,在整个发动机工作转速范围内没有发现气门落座反跳现象。     

电控汽油喷射4气门发动机稀燃的试验研究

介绍了利用电控燃油喷射技术、多气门技术和涡流控制阀技术在汽油机上组织稀薄燃烧的方法,对两种稀燃方案——涡流轴向分层稀燃和滚流分区分层稀燃进行了试验研究,结果表明：两种方案分别能在空燃比大于２３、２７时稳定工作,并且能显著提高燃料经济性。在高负荷时采用均质混合气滚流快速燃烧方案,以弥补一般稀燃发动机最大功率有损失的不足     

DOHC，4气门配气机构对发动机性能的影响

本文通过原理和结构分析,论述了DOHC,4气门配气机构对发动机性能的影响。     

四气门汽油机缸内滚流运动的LDA实验研究

为了研究丰田 8A汽油机缸内气流运动状况 ,将一台Cagiva3 5 0单缸四气门汽油机重新设计改造成为与之相近的且可以进行激光诊断测试的试验样机 ,选取二氧化钛为示踪粒子 ,采用激光多普勒测速法 (LDA)研究了该样机在进气和压缩冲程缸内流场的变化情况 .研究结果发现 ,滚流在进气过程中就开始形成 ,并在实验所能实测的曲轴转角范围内一直保持 ,接近上止点时旋涡虽严重畸变 ,但仍未破碎为小尺度的湍流 .     

连续可变气门升程系统对增压直喷发动机燃油经济性影响的研究

为了深入分析连续可变气门升程(continuously variable valve lift,CVVL)系统对增压直喷(turbo-charged gasoline direct injection,TGDI)汽油发动机燃油经济性影响,通过对2 000r/min下0.2MPa和1.2MPa及5 000r/min下0.2MPa和1.2MPa这4个典型工况点的台架测试,对比分析了可变气门升程和可变气门正时(variable valve timing,VVT)对比油耗(brake specific fuel consumption,BSFC)的影响规律。结果表明:低负荷工况,比油耗随进气VVT提前和排气VVT推迟线性下降;降低气门升程,增加节气门开度,进气VVT可以进一步提前,排气VVT可以进一步推迟,从而形成米勒循环,使比油耗进一步降低。高负荷工况,气门全升程时比油耗更低,比油耗随进气和排气VVT提前而下降,但进气VVT对比油耗影响较小。     

汽油机均质压燃燃烧模型及其在CAI发动机模拟中的应用

通过分析4冲程HCCI／CAI燃烧特性，以大量的CAI燃烧示功图数据为基础，总结出一个适用于描述CAI燃烧速度的经验函数．将该函数应用于GT-Power模拟软件，并结合自行开发的凸轮型线自动生成模块，研究了进、排气门定时及升程等参数对CAI燃烧的影响，以及拓展CAI运行范围的途径．结果表明，排气门升程对平均指示压力(IMEP)的影响比进气门升程要大，较大的排气门升程有利于大负荷工况，在大进气门升程时，由于进气回流导致负荷减少．     

汽油机可变涡流进气管对缸内涡流特性的影响

研制了一种阀片式可变涡流进气管,采用嵌入该结构的1.4 L汽油机三维模型,分析了汽油机可变涡流进气管对进气流通特性和缸内涡流特性的影响.计算结果表明,该结构可以对缸内涡流运动强度进行调节,能够使进气终了涡流比最大达到1.8;随着涡流强度增大,流量系数减小,满足了发动机不同工况对于流量系数和涡流运动的要求.经过稳流试验验证,计算结果与试验结果吻合较好.