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全可变液压气门机构改善汽油机燃油经济性的试验研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 无节气门汽油机的研究现状

1.3 全可变气门技术的研究现状

1.4 本文的主要研究内容

第2章 全可变液压气门系统的控制模式

2.1 全可变液压气门系统的结构简介

2.1.1 全可变液压气门系统整体结构简介

2.1.2 控油阀的结构及工作原理

2.2 全可变液压气门系统的工作原理

2.3 全可变液压气门系统的负荷控制策略

2.4 本章小结

第3章 发动机试验台架的搭建及其试验设备

3.1 试验台架的搭建

3.1.1 试验台架的主体布置

3.1.2 试验台架的FVVS样机

3.1.3 试验台架中的冷却水路

3.2 试验台架相关设备及调试

3.2.1 倒拖试验部分的设备

3.2.2 点火试验部分的设备

3.2.3 AVL缸压传感器与电涡流测功机的标定

3.3 试验台架系统

3.4 本章小结

第4章 试验数据的采集及处理

4.1 试验数据采集系统

4.2 试验数据的处理

4.2.1 上止点位置的确定

4.2.2 数据的滤波处理

4.2.3 数据的光顺处理

4.2.4 燃烧放热率的计算

4.2.5 循环波动的计算

4.3 试验影响因素分析

4.3.1 缸压测量通道的影响

4.3.2 KISTLER放大器放大倍数的影响

4.4 本章小结

第5章 试验结果的分析与研究

5.1 发动机的倒拖试验

5.1.1 FVVS系统对进气性能的影响

5.1.2 低压示功图分析

5.2 FVVS系统对泵气损失的影响

5.3 FVVS系统对燃烧过程的影响

5.4 FVVS系统对放热重心CA50的影响

5.5 FVVS系统对循环波动的影响

5.6 点火提前角对FVVS样机性能的影响

5.6.1 点火提前角对缸内压力及放热规律的影响

5.6.2 点火提前角对循环波动的影响

5.6.3 点火提前角对放热重心CA50及燃油经济性的影响

5.7 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参与的科研项目

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摘要

全可变气门机构(Fully Variable Valve System,简称FWS)能够使气门最大升程、气门开启持续角及配气相位三者连续可变。本文的研究对象为搭载有FVVS系统的BJ486EQ无节气门汽油机(简称,FVVS样机),在FVVS样机上进行了进气性能和燃烧性能的试验研究。通过与原机试验结果对比,详细分析了FVVS系统对燃烧过程及燃油经济性的影响。主要研究内容如下:
  第一,样机的改进和试验台架的搭建。在BJ486EQ汽油机上安装了FVVS系统,并对相关系统进行了改进设计;为研究FVVS系统对燃油经济性的影响,搭建了发动机试验台架,改进了相应试验设施和试验测试系统。
  第二,设计模拟信号输出装置。通过该装置向发动机ECU输入进气压力和节气门开度的模拟电压信号,来控制FVVS样机工作过程中的喷油量。
  第三,FVVS系统对泵气损失的影响。研究发现,FVVS能够采用进气门早关(EIVC)的方式控制进入气缸内的工质数量,从而取消节气门,这种无节气门汽油机将大幅度地降低泵气损失。在平均有效压力为0.19MPa时,FVVS样机的泵气损失仅为原机的23.5%。
  第四,FVVS系统对发动机燃烧过程的影响。通过试验测量进气流量和缸内压力,分析了无节气门汽油机燃烧放热规律、缸内循环变动及燃油经济性。研究结果表明,与原机相比,在相同的进气质量流量下FVVS样机在压缩终点的缸内压力温度都偏低,导致FVVS样机滞燃期过长,燃烧速率慢,后燃现象明显,循环变动率高,使燃烧性能恶化。
  第五,点火提前角对FVVS样机燃烧过程的影响。研究表明,随点火提前角的增大,缸内最高燃烧压力升高,放热重心越靠近上止点。FVVS系统可以在一定程度上改善无节气门汽油机的燃油经济性。

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