可变配气系统对汽油机动力性及燃油经济性能影响的研究

论文摘要

可变配气正时控制是汽车工业发展至今一个重要的成果,目前,可变配气系统已经广泛的运用在汽车发动机上。进气气流在气道及气门处所受的阻力较大,其阻力是使得发动机在部分负荷工况下性能指标下降的重要原因。传统配气系统的设计,只能考虑在某些特定（如高转速和大负荷）的工况下使发动机实现最优的性能。很多研究表明:可变配气技术的应用却可以在部分负荷和低转速的工况下提升发动机的动力性能指标,并且除了改善扭矩和功率曲线以外,配气相位的控制对油耗和排放都有好处。本文在广泛参阅国内外研究现状基础上,以国内某发动机厂G10C型1.5升发动机为研究对象,结合企业合作项目的实际情况,采用仿真分析计算和整机试验相结合的研究模式,对VVT系统的应用作了深入分析。主要研究工作包括:利用模拟软件BOOST,建立了发动机模型,并改变配气相位,分析其与性能的关系,得出VVT相位的变化趋势。分析实际VVT系统的结构特点及影响因素,并在加装了VVT系统的发动机上完成性能试验,得出不同工况下最佳VVT相位,并建立与性能的对应关系,进而验证模拟分析与实测结果的一致性。论文中所作的模拟分析在试验中得到了充分证明,结果表明可变配气正时系统对于发动机进气过程有较强的影响,从而影响发动机的各种性能参数。在转速2000r/min-4400r/min区间,采用VVT系统后,发动机扭矩平均提高8-10%。同时比油耗获得3%的改善。4400r/min下最大扭矩达130.9 Nm,6000r/min时最大功率72.6kw。达到设计开发要求。本论文通过分析可变进气正时系统对于发动机在各转速下扭矩和燃油消耗率的影响,建立了VVT相位与发动机各工况下性能之间的关系,并得出VVT相位的变化趋势,对于VVT系统实际应用具有较高的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国外可变配气技术的发展情况
• 1.2.1 国外可变配气技术的发展历程
• 1.2.2 国外可变配气机构的研究成果
• 1.3 我国可变配气机构的研究情况
• 1.4 本论文的主要工作及意义
• 第二章 发动机热动力学分析模拟计算
• 2.1 AVL BOOST一维热动力学模拟分析软件介绍
• 2.2 基本模型建立
• 2.3 模拟分析计算
• 2.3.1 原机状态下计算结果与实际值对比
• 2.3.2 进气凸轮轴相位可变理论分析
• 2.3.3 模拟可变相位对发动机性能影响的结果分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 发动机VVT系统布置方案
• 3.1 VVT系统基本方案
• 3.1.1 发动机结构介绍
• 3.1.2 VVT系统组成及工作原理
• 3.1.3 VVT系统的影响因素
• 3.2 G10C型发动机管理系统的组成
• 3.2.1 MT80 电脑简介
• 3.2.2 曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器
• 3.2.3 电子节气门（Electronic-Throttle-Control, ETC）
• 3.3 本章小结
• 第四章 发动机台架试验
• 4.1 发动机试验条件及设备介绍
• 4.2 试验控制软件及系统
• 4.3 试验要求
• 4.4 试验台架的调试
• 4.4.1 验证时序关系
• 4.4.2 缸间差异性
• 4.5 本章小结
• 第五章 试验结果及分析
• 5.1 VVT最佳进气相位的选取
• 5.1.1 VVT开度的选取原则
• 5.1.2 VVT实选相位
• 5.2 各工况下VVT开度对发动机性能的影响
• 5.3 VVT开度对发动机外特性的影响
• 5.4 发动机万有特性试验
• 5.5 本章小结
• 第六章 工作总结及展望
• 一.工作总结
• 二.未来工作展望
• 附录
• 参考文献
• 硕士期间发表论文及科研情况说明
• 致谢