應用電磁驅動配氣機構提高發(fā)動機性能研究.pdf

1、作者所在課題組研制的動圈式電磁驅動配氣機構能夠實現(xiàn)根據發(fā)動機工況對每一氣門的運動規(guī)律進行獨立、連續(xù)可變、實時地調節(jié)，從而顯著地改善發(fā)動機的動力性、經濟性和環(huán)保性，是實現(xiàn)汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效手段之一。但在將該新型配氣機構應用于發(fā)動機前，仍存在著在空間有限的發(fā)動機缸蓋上安裝困難、最優(yōu)氣門運動模式仍未確定以及發(fā)動機部分工況下有待研究的基于電磁驅動配氣機構的特有技術方案等急需解決的問題。因此，為了深入研究上述問題，論文開展了以下主要研究工作

2、:
　　 (1)完成了電磁驅動配氣機構的性能測試工作，結果表明，該配氣機構的過渡時間為4ms，氣門的最大升程為8mm。利用三維建模軟件研究了電磁驅動配氣機構安裝過程出現(xiàn)的結構上干涉等問題，并對首輪樣機方案進行了改進，改進后的最終配氣機構方案可以解決安裝過程所存在的相關問題。為電磁驅動配氣機構進一步在多缸發(fā)動機上的裝機試驗打下了良好的基礎。
　　 (2)建立了發(fā)動機工作過程數值仿真模型。分析了Fractal準維燃燒模型所推

3、薦的殘余廢氣系數對層流火焰?zhèn)鞑ニ俣扔绊憛档牟蛔阒?，并結合相關理論公式對該參數進行了修正。通過試驗數據驗證了模型的可靠性，并介紹了建立電磁驅動配氣機構發(fā)動機模型時氣門運動曲線的處理方法。
　　 (3)提出并確定了基于電磁驅動配氣機構的單進氣門二次開啟內部EGR技術方案。明確了進氣門早關技術具有解決內部EGR所存在的廢氣冷卻困難的優(yōu)勢。研究結果表明，在車用發(fā)動機工作的中低轉速、部分負荷的典型工況下，該內部EGR技術方案能夠使發(fā)動

4、機NOx排放以及經濟性均得到明顯地改善。
　　 (4)對不同工況下的單個電磁驅動進氣門的功耗進行了分析研究，比較了基于電磁驅動配氣機構單進氣門和雙進氣門工作模式下發(fā)動機泵氣損失的變化規(guī)律，并最終確定了單進氣門工作模式對發(fā)動機經濟性的影響程度。通過CFD數值計算方法研究比較了單進氣門和雙進氣門工作模式下整個進氣過程工質運動速度和強度的變化情況，結果表明，與雙進氣門工作模式相比較，單進氣門模式對于提高工質運動速度和強度具有較大優(yōu)勢，