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LJ377MV发动机VVT系统仿真设计研究

作　者: 彭福宏
导　师: 蒋炎坤
学　校: 华中科技大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 配气机构气门正时数值模拟凸轮型线
分类号: TK402
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 55次
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内容摘要

配气机构是发动机的重要组成部分,发动机的性能是否优越,常常与其配气机构的设计是否合理有关。传统发动机配气相位通常只是基于相对狭小的工况范围内的优化发动机性能,且在发动机的工作过程中固定不变,难以兼顾不同工况对配气性能的要求。为了获得更好的发动机性能,应当使配气相位随着工况的变化而变化。在洛阳北方企业集团LJ377MV发动机基础上,针对原有机型的特点,设计出一套可切换凸轮型线的VVT系统。该机构主要由双进气凸轮、双进气摇臂、双排气凸轮、双排气摇臂及其正时切换机构组成,低速凸轮在发动机低速、低负荷工况时驱动低速摇臂来控制进排气门,高速凸轮在发动机高速、高负荷工况时驱动高速摇臂控制进排气门。针对原发动机的特点,选择合理的缸内燃烧、传热及气体交换模型,基于BOOST建立了发动机性能数值模拟模型。在所建模型基础上,对VVT发动机在不同工况、不同气门参数条件下进行工作过程模拟,同时对发动机在不同工况下的控制策略进行了研究。同时分析了不同工况下进排气门正时、气门升程及进气系统对发动机性能的影响。讨论了气门正时中排气门打开时刻、进气门关闭时刻、气门重叠角,气门升程和进气系统参数变化对发动机性能的影响。通过数值模拟,得到可切换凸轮VVT机构高低速凸轮下的最优气门正时。进而对可切换凸轮型线VVT系统配气机构的相关零部件进行了设计,包括摇臂、弹簧、气门等。并通过有限元法对其强度和刚度进行了计算和校核。同时利用AVL—TYCON建立配气机构动力学模型,对所设计的凸轮型线进行了动力学分析。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-18
  1.1 选题的背景及意义  8-10
  1.2 有凸轮轴的可变配气机构  10-14
  1.3 无凸轮轴驱动配气机构  14-16
  1.4 论文的主要研究内容  16-17
  1.5 本章小结  17-18
2 汽油机工作过程研究及仿真建模  18-28
  2.1 缸内工作过程计算  18-23
  2.2 进排气管热力计算  23-25
  2.3 空气滤清器的计算模型  25
  2.4 工作过程模拟的建模及参数设置  25-27
  2.5 本章小结  27-28
3 VVT 机构的控制策略  28-32
  3.1 可变气门控制策略分析  28-29
  3.2 怠速工况下的控制策略分析  29-31
  3.3 本章小结  31-32
4 发动机气门正时优选  32-45
  4.1 排气提前角的优化  33-35
  4.2 进气门迟闭角的优化  35-36
  4.3 气门重叠角  36-39
  4.4 气门升程的优化  39-41
  4.5 进气管的优化  41-43
  4.6 全工况下VVT 机型与原机型发动机性能比较  43-44
  4.7 本章小结  44-45
5 零部件设计  45-55
  5.1 摇臂零件设计  45-48
  5.2 气门弹簧设计以及刚度的计算  48-52
  5.3 气门的设计及气门刚度的计算  52-54
  5.4 本章小结  54-55
6 配气相位的优化及运动学分析  55-67
  6.1 凸轮配气相位及升程计算  55-57
  6.2 凸轮型线的设计  57-62
  6.3 配气机构运动学分析  62-66
  6.4 本章小结  66-67
7 结论与展望  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-74
附录1 主要符号表  74

LJ377MV发动机VVT系统仿真设计研究

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