全可变液压气门机构对柴油机燃烧过程的影响

作     者：杨淑贤 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谢宗法

授予年度：2017年

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：全可变液压气门机构 进气门早关 柴油机 放热率 最大燃烧压力 

摘      要：传统柴油机由于其燃烧方式的特点,排放较高,在降低柴油机的排放污染的同时又保持较高的热效率是实现节能减排的一种有效途径。全可变气门系统(Fully Variable Valve System,FVVS)能连续调整气门升程、关闭相位以及持续期,这对提高发动机动力性、降低发动机燃油消耗、降低排放等具有重要意义。本文使用自主开发的一套全可变液压气门系统,研究了进气门早关对发动机燃烧过程的影响,进行的主要工作如下:(1)介绍了 FVVS的结构组成和各部分的工作原理。该系统在结构上主要包含了驱动机构、控制机构和落座缓冲机构三部分。详细介绍了机械式控制机构的组成和工作原理。进气门升程的测量结果显示,该套机构可以实现对进气门最大升程、持续期和关闭角的连续挑这个,该套机构达到了预期目的,可进一步用于着火台架进行试验。(2)搭建了试验测试台架。将该全可变液压气门安装在了一台两缸柴油机(SD2100TA)上,使柴油机第一缸的配气正时保持不变,第二缸的配气正时采用进气门早关。将原机下置式的凸轮轴改为了顶置式凸轮轴,并将进排气凸轮集中在一根凸轮轴上,取消了进气凸轮轴,使得全可变液压气门机构的安装方便紧凑。将柴油机整体式的进排气管改为了独立式,方便对进气流量和排气温度进行测量。(3)介绍了着火后发动机缸内压力示功图的测录以及数据处理过程和方法。为了消除传感器在测量过程中的随机误差,利用多循环求平均来消除这种误差。在利用缸压曲线求取压力升高率和放热率时需要先进行滤波和光顺处理,本文中采用巴特沃斯滤波和五点三次光顺方法,使求得的压力升高率和放热率曲线锯齿大幅降低、曲线清晰易辨识。(4)着火台架试验结果显示,进气门早关能大幅降低最大燃烧压力,延长滞燃期,使燃烧相位推后。小负荷时,放热率的峰值随着IVC的提前而降低,中高负荷时,放热率的峰值随着IVC的提前而增大。放热率峰值和压力升高率的变化趋势基本一致。进气门早关能有效减少进气量,提高排气温度,有利于小负荷时实现后处理器催化剂在高效率区工作。进气门早关能在使指示热效率基本保持不变的前提下大幅降低最大燃烧压力,减缓柴油机机械负荷。