内燃机气门相位变化的原因及调整

内燃机气门相位变化的原因及调整

一、内燃机配气相位变化的原因与调整(论文文献综述)

杨晨[1](2021)在《Z160船用高速柴油机压缩比以及进气参数的优化分析》文中进行了进一步梳理船用高速柴油机的压缩比与进气参数的选择是否合理,对船机的各项性能来说十分重要。合理的调整压缩比对整机性能的提升有较大作用,不仅能提高热效率,优化动力经济性,也能提升燃烧等容度,适当提高缸内压力以及最高压力升高率,减少气缸内热量损失,同时还有助于提高内燃机运转的稳定性并保持较好的冷起动能力;而气门升程曲线以及配气定时(配气相位)是配气机构中十分重要的两个进气参数,也能够决定船机换气功能的好坏,进一步影响船机的整体性能。为了进一步提高船用高速柴油机的动力性、经济性,分析相关参数的规律变化对其工作状况的影响,本文以淄柴动力有限公司尚在研发过程中的Z160船用高速柴油机为原型机,根据内燃机建模理论以及Z160试验机机型的相关参数,通过GT-SUITE中的GT-POWER仿真模拟软件搭建Z160船用高速柴油机模型并完成校核。随后通过变量实验的方式进行了模拟运行,分析不同负荷条件下压缩比、气门升程曲线和配气相位对Z160船用高速柴油机性能的影响,并进一步研究了产生相关现象的具体原因,最后遴选出了最适合船机常用工况的相关参数。将优化结果与原始模拟机数据相对比,研究结果显示,在一定范围内增加船用高速柴油机的压缩比可以适当提高,但压缩比过高时会增加发动机的机械载荷,降低其性能和使用寿命。同时通过放缩角度系数、气门升程系数可以优化气门升程曲线有效提高配气机构的换气能力,从而大幅度优化内燃机的各项性能。最后根据之前的模拟结果进行配气相位的优化,遴选出最佳的进排气门开闭时刻。由于Z160船用高速柴油机经常于高负荷高转速下运转,所以本次优化的主要任务也在高负荷高转速的工况下开展,但由于进排气门实际开闭为固定的参数,很难提升全运行工况范围内发动机的性能,因此低负荷低转速下个别工况出现了性能略微的下降,但由于降幅十分有限,故对实验结果的影响不大。目前本文所用的Z160船用高速柴油机正处于研发阶段,本文的研究内容对其性能的提升以及研发进度的加快具有一定的参考价值。最终优化结果如下:在25%负荷的运转工况下,扭矩、功率、燃油消耗率的最大优化率分别为8.5%、8.5%、7.9%;在50%负荷的运转工况下,扭矩、功率、燃油消耗率的最大优化率分别为6.9%、6.9%、6.4%;在75%负荷的运转工况下,扭矩、功率、燃油消耗率的最大优化率分别为6.2%、6.1%、5.7%;在100%负荷的运转工况下,扭矩、功率、燃油消耗率的最大优化率分别为7.9%、7.9%、7.3%。

蒋艳丹[2](2021)在《燃气发电机组发动机性能仿真优化研究》文中认为随着分布式能源被国家大力推广,汽车的电动化和移动充电电源设备增加,同时数据中心、5G基站和楼宇备用电源的需求也逐渐增多,发电机组用内燃机的需求日益扩大。由于燃气内燃机的开发成本高昂,为降低研发成本,国内目前燃气发电内燃机是直接将车用燃气内燃机改装而成。车用燃气发动机运行面工况,在设计时需要兼顾高、中、低转速的整体性能,转速范围为800r/min-2100r/min,通常以最大扭矩点或最大功率点为最优设计工况,其他转速的性能无法得到最佳发挥。然而,燃气发电内燃机运行线工况,发电内燃机的转速恒定(通常是1500r/min)。因此,采用先进的仿真优化方法对原车用燃气发动机的结构参数和进气歧管的流动情况优化分析,综合提升发电内燃机的有效热效率、降低气耗和提高可靠性的研究是十分有必要的。本文主要内容如下:(1)在物理模型标定的基础上,应用原车用发动机台架试验的实验数据,对燃气发动机进行一维模型建模,在1500r/min时的外特性进行模型校准,各项参数误差均小于2%,说明一维性能仿真模型能真实反映燃气发动机的工作特性,后续的优化研究都是基于该校准模型。(2)对比两种不同压缩比改变方法对发动机性能的影响,发现改变燃烧室容积的方法对发动机性能提升幅度更大,对不同压缩比下的进气持续期、配气相位、点火提前角进行优化,并对发动机增压器重新选型匹配。研究发现:通过改变燃烧室容积和活塞行程两种方式来提高压缩比,对发动机性能影响区别很大。不同压缩比下,随着进气持续期角度倍增系数的增大,内燃机的性能逐渐下降。采用DoE方法对内燃机不同压缩比下配气相位的优化方法具有可行性,优化结果显示:在不同压缩比下,进气凸轮正时角为326℃A,排气凸轮正时角为120℃A时,内燃机的性能达到最优,同时适当的推迟点火提前角至12.25℃A,可以提高功率、降低燃气消耗率。(3)原机所采用的增压器偏大,低速时在相同流量的情况下无法得到更高的增压比,根据发动机与增压器的匹配要求,在1500r/min工况下,小流量增压器的增压比和发动机性能明显高于原机。发动机结构参数优化后,与原机相比,发动机功率提升3.01%,燃气消耗率下降2.80%,有效热效率提升2.76%,泵气损失降低了 1.56%,发动机性能得到显着优化。(4)对燃气发动机进气歧管进行三维建模,采用一维三维耦合的方法,对发动机进气歧管的气体流动情况进行仿真,分析原机进气歧管压力分布图和流线图,并提出优化方案。与原进气歧管对比,改进后进气歧管的三缸、四缸的压差,分别下降了0.37%和0.40%,进气歧管的进气不均匀度降低了0.36%,说明优化方案是有效的。

陈丽萍[3](2021)在《变冲程机用轴移式配气系统及动力学特性研究》文中研究说明变冲程技术可大幅提升内燃机低速扭矩和升功率,满足特种车辆对高动力性能的需求。2/4冲程模式下气门运行频率、启闭正时及升程大不相同,并且该技术要求循环间完成模式切换,目前未见有实用的满足上述要求的配气系统。因此,可变气门驱动(VVA)系统是实现变冲程内燃机(VSE)的关键,对满足特种车辆动力需求有重要的研究意义。本文针对缸径115mm的具有双顶置凸轮轴的2/4冲程内燃机设计了一款实用的轴移式配气系统(ASVS),该系统包括通过花键连接的凸轮轴和凸轮轴套,凸轮轴套上并排布置有2/4冲程凸轮叶片,通过轴向移动凸轮轴套可切换不同的凸轮叶片,进而实现模式切换。ASVS的两个难点在于:(1)短气门开启持续期内设计大气门升程的二冲程凸轮型线;(2)短公共基圆段内设计大切换升程的切换型线。对此,本文进行了以下研究:根据气门运动参数目标,采用多项式函数拟合方法,通过降低凸轮型线前三阶导数来初步优化凸轮型线。基于ADAMS多刚体动力学仿真模型,研究不同模式下的气门动力学特性。研究表明,在二冲程模式下,气门开启持续期不超过80?Ca A,气门最大升程不低于7.4 mm,丰满系数超过0.5;在四冲程模式下,气门开启持续期不超过140?Ca A,气门最大升程不低于8.4 mm,丰满系数超过0.6。内燃机转速3000 r/min内,气门落座速度均低于0.3 m/s,各零件间的接触力满足要求。建立切换过程的数学模型,以降低金属销与凸轮轴套间接触力为目的,提出两种设计切换型线的思路,并在相同的持续期内设计两条切换型线。通过对比分析不同切换型线的曲率和压力角,以及切换过程的动力学曲线,得到更适合ASVS的设计方案。研究表明,降低切换型线的前二阶导数对降低金属销与凸轮轴套间的接触力具有明显效果。本文设计的切换型线均具有较好的动力学性能,能够在内燃机转速3000 r/min内完成快速而稳定的切换。

李师航[4](2021)在《双旋转气阀式发动机汽缸盖结构设计》文中研究指明发动机配气系统性能的优劣对于发动机整体性能的影响尤为明显,其直接关联到发动机的动力性、经济性、可靠性、稳定性以及排放特性,而传统气门式配气系统存在着诸多问题,例如零件数较多且结构复杂,气门的往复运动势必会造成较大的振动,而且在高转速工况下还会出现气门悬浮现象从而影响换气效率,液压挺柱等精密零件的高精度加工也会消耗大量的人力物力。因此,开发一款可以从根本上解决上述问题的新型的双旋转气阀式发动机配气系统成为发动机研究的一个可能方向。本文针对新型双旋转气阀式发动机配气系统的设计要求进行了新型汽缸盖的结构设计,主要工作为该款发动机汽缸盖的结构设计,换气能力的计算、旋转气阀轴和汽缸盖的仿真分析、加工工艺规程制定以及台架试验,具体内容如下:(1)总结了现有发动机配气系统结构形式,分析了传统气门式发动机配气系统存在的问题,针对这些问题设计一款双旋转气阀式配气系统。根据设计要求,确定了尺寸参数、质量参数、性能参数等技术要求。(2)进行了双旋转气阀式发动机汽缸盖的结构设计。根据设计要求对汽缸盖内所有部分进行了规划,并完成了所有部分的结构设计,其中包括汽缸盖本体、旋转气阀轴、冷却水道、密封系统以及润滑系统;同时也为新型汽缸盖设计了配气正时参数以及正时传动系统。(3)分析了旋转气阀轴和汽缸盖的力学性能。使用ANSYS软件对进排气阀轴和汽缸盖进行了有限元分析工作,在ANSYS Workbench环境中完成了旋转气阀轴和汽缸盖的有限元模型建立,并模拟双旋转气阀式发动机的实际的工作环境进行了仿真分析。(4)进行了发动机台架试验。设计并搭建了一套适用于原型机专用的发动机台架系统,测试了发动机的性能参数。(5)最后制定了新型汽缸盖的工艺规程。在完成所有建模工作后,根据双旋转气阀式汽缸盖的结构以及现有的加工技术,制定了加工工艺,并完成了汽缸盖所有零部件的金属3D打印。

罗轩[5](2021)在《配气机构NVH性能分析方法研究及应用》文中认为配气机构是发动机的核心子系统之一,也是发动机重要的振动噪声源之一。由于配气机构和发动机其他部分存在诸多耦合关系,对于配气机构的振声研究应在整机的层面上进行考虑。依据NVH问题的研究流程,本文从激励源、振动传递和噪声辐射的顺序对配气机构引起的整机振动噪声展开了一系列的仿真和试验研究工作,并将研究成果应用于解决一个实际的配气机构异响问题。具体工作内容与成果如下:对配气机构振声激励源特性进行了研究。通过搭建II型配气机构单阀系动力学模型,对配气机构在相应工况下的气门落座力、液压挺柱力和气门弹簧力等激励力特性进行了分析,并通过气门运动试验验证了模型的有效性。基于弹性流体动力学理论对凸轮-摇臂之间的接触特性进行了分析。以优化凸轮-摇臂之间的接触特性和降低振声激励力为目标,对凸轮型线和弹簧预紧力进行了优化设计。基于柔性缸盖多阀系模型对配气机构到缸盖的载荷传递特性进行了研究。基于柔性多体系统动力学原理和有限元法,建立了包括柔性体缸盖在内的配气机构多阀系动力学模型,对配气机构动力学和阀系与缸盖间的相互作用进行了分析。基于弹性流体动力学理论建立了凸轮轴承模型,考虑轴颈不对中和润滑油膜的影响,对凸轮轴承的载荷传递和润滑特性进行了分析,并对配气机构激励作用下的缸盖振动响应进行了分析。基于该模型,对包括转速、润滑油温度和润滑油标号在内的轴承润滑特性影响因素进行了探究。从整机层面对配气机构激励作用下的振动噪声特性进行了研究。针对某国产1.8T四缸汽油机建立了配气机构-整机耦合系统动力学模型,并充分考虑了配气机构和发动机本体之间的耦合关系。基于该模型,对该发动机配气机构动力学进行了分析,并对整机的振动响应和噪声辐射进行了预测。相较于通常采用的非耦合法,应用该耦合分析法预测整机振动响应和噪声辐射得到了与实测更吻合的结果。针对一种常见的怠速工况下发动机配气机构异响噪声问题进行了研究和优化。通过一系列的换件探索试验和信号处理分析,成功识别了异响特征。通过配气机构异响诊断模型的仿真分析,揭示了异响噪声的产生机理。基于有限元法和声学边界元法,建立了配气机构怠速异响复现模型。根据仿真分析结果,提出了A和B两套优化方案,并将B方案进行样件试制。验证试验结果显示,搭载B方案VVT的发动机在异响频段幅值明显降低,在主观评价中异响噪声基本消除,配气机构怠速异响问题得到圆满解决。

刘子鸣[6](2020)在《米勒循环发动机开发及关键技术研究》文中指出在环境污染、全球变暖、能源危机的压力下,发展高效、清洁、节能的内燃机新技术是迫切需要的,越来越多的新技术应用到发动机开发中,以提高发动机热效率、动力性和经济性,降低排放。其中米勒循环是一种非常有潜力的技术,通过调节发动机进、排气门的关闭时刻控制发动机实际进气量,以降低缸内压缩后的气体压力和温度,能够提高发动机几何压缩比,降低发动机泵气损失,提高发动机热效率,增强发动机低速扭矩,提升发动机燃油经济性,但是同时也会带来低速大负荷爆震倾向严重等一些影响,需要特别关注。本文分析了目前汽油发动机的发展趋势及国内外先进汽油机技术发展现状,并以作者所在公司某款发动机为研究对象,详细介绍了发动机开发目标、燃烧系统设计方案、试验控制条件及排放控制策略。通过发动机性能开发试验和台架标定试验,对影响发动机性能与排放的相关零部件,例如喷油器、增压器、凸轮轴等样件方案进行试验对比,分析不同方案样件对于发动机性能和排放的影响,最终确定了满足发动机开发目标要求的最优方案。并以最终方案配置为基础样机,使用INCA,CAMEO等标定工具对该机型进行标定研究,对进、排气VVT参数进行详细优化并分析在不同转速和负荷下VVT重叠角对发动机动力性、经济性和排放的影响,以及不同喷油控制策略对发动机的油耗、排放和早燃等的影响,最终通过标定试验确定发动机最优控制参数。最后文章分析了发动机在极限试验条件下的一系列性能表现,并通过试验优化了发动机在高温下抑制早燃发生的控制参数和在极寒温度下冷启动暖机过程的控制参数,分析配气正时对于发动机模型精度的影响,可用于指导生产样机的装机,以达到更好的发动机性能目标。

刘长铖[7](2020)在《车用增压柴油机能量流与(?)流分析及能效优化》文中认为面对日益紧张的能源供求关系及严苛的能效法规,进一步提升传统车用内燃机能效成为了促进内燃机科技发展的最大动力。为满足节能减排这一重大需求,针对本领域研究存在的问题,本课题以某车用增压柴油机为研究对象,借助增压柴油机测控系统、一维及三维仿真平台,开展了能量流与(?)流的分析及能效优化研究。确定了能量流与(?)流分布特征、变化规律以及边界参数对其影响机制。探讨了利用边界参数协同控制实现车用柴油机能效提高的途径。本文开展的主要研究工作和所获结论概要如下:(1)建立了高精度、快速响应的增压柴油机测控系统、一维及三维仿真平台,可实现柴油机动力、热力、燃烧等参数的快速精准测量,满足柴油机能量流及(?)流的研究需求。构建了以余能可用系数、能量及(?)敏感度、能量及(?)畸变系数、有效热效率(以下简称热效率)、(?)效率、缸内(?)损率等参数为主要定量化指标的增压柴油机能量流及(?)流的分析与评价方法。(2)基于能量流及(?)流分析与评价方法,明确了增压柴油机全工况能量流及(?)流分布特征。通过试验手段研究了边界参数对排气及传热余能可用性的影响。主要结论包括以下几点:1)在全工况区域内柴油机低能效区与低负荷区基本重合,高能效区多集中在中等转速下的高负荷区,热效率与(?)效率的最大值分别约为43.5%和41%,全工况范围内负荷小于15%工况下的热效率均小于30%;2)排气能量及排气(?)功率呈相似的分布特征,高转速高负荷区是排气余能回收的重点区域,高负荷工况下的排气余能可用系数较高;3)全工况传热能量及传热(?)占比的分布特征基本一致。传热余能可用系数几乎不受转速的影响且正相关于负荷。高转速高负荷区是传热余能回收的重点区域,而在低转速低负荷区应避免“过度冷却”效应;4)高(?)损区与低负荷区基本重合,特别是在高转速的低负荷区,(?)损失占比甚至超过50%,中等转速的高负荷区(?)损失占比最低,最低值约为30%;5)强化缸内混合气在燃烧过程中的高温及稀燃特征,可有效抑制缸内(?)损失;6)适当地减小高温工质与冷却液之间的有限温差可有效地降低传热余能可用系数,而强化缸内低温及快速燃烧特征可有效地降低排气余能可用系数。(3)采用实验与仿真相结合的研究手段,调节进气温度、冷却液温度、EGR率、喷射正时及喷射压力。探究了边界参数对增压柴油机工作过程中能量及(?)平衡关系、能量与(?)敏感度、能量与(?)变化历程、缸内(?)损失的影响。主要结论包括以下几点:1)进气温度由30℃增至70℃,柴油机能效及(?)损失占比均降低,而排气项占比、传热项占比均升高。低负荷工况及低进气温度下有效功对进气温度的敏感度较高。进气温度对缸内(?)损失影响的根本原因在于对局部温度的影响;2)冷却液温度由50℃增至90℃,传热项占比显着减小而能效提升,B75工况下传热能量占比降低了4.05%,而热效率提升1.99%。冷却液温度对缸内(?)损失的影响较为微弱。在中高冷却液温度下的有效功敏感度最高;3)EGR率由5%增至30%,能效先增加后减少,(?)损失占比先减少后增加,均在约10%EGR率附近取得变化曲线的转折。EGR对缸内(?)损失影响的根本原因在于对局部温度及当量比的影响;4)随喷射正时的提前,柴油机能效有所提升。有效功对靠前的喷射正时敏感度较高。喷射正时对于增压柴油机(?)损失影响的根本原因在于对缸内局部温度的影响;5)增压柴油机能效正相关于喷射压力。相比喷射正时,喷射压力对各部分能量流及(?)流占比的影响较弱。有效功对喷射压力的敏感度较小。喷射压力对于缸内(?)损失影响的根本原因在于对局部当量比的影响;6)对于不同工况,基于边界参数主动控制的能效优化方向具有相似的特征,即低进气温度,高冷却液温度,低EGR率、靠前的喷射正时及高喷射压力。(4)在典型的增压柴油机瞬变工况下,调整加载时间、进气温度、冷却液温度、EGR阀开度等边界参数。探究边界参数对增压柴油机瞬变工况下能量流及(?)流的影响机制,包括:能量及(?)平衡关系、能量及(?)畸变特征等。在此基础上,利用分段加载策略探究了增压柴油机瞬变工况能效优化方法。主要结论包括以下几点:1)加载过程中热效率及(?)效率均呈先升高后降低的趋势,排气项与传热项占比均呈逐渐降低的趋势。短加载时间下的能量流及(?)流畸变最为显着,3s加载结束时的热效率较7s加载结束时的热效率低约6%。瞬态工况下,出现了显着的燃料不完全燃烧损失项,导致了瞬变过程的能量流畸变、能效下降;2)随进气温度升高,相同加载时间下柴油机能效降低,排气项及传热项占比均有所升高。低进气温度有助于抑制柴油机加载过程中能效的畸变;3)随冷却液温度升高,相同加载时间下的柴油机能效提升,传热项占比显着降低,而不完全燃烧损失及(?)损失占比的变化不明显。高冷却液温度下的有效功畸变系数较小。强化瞬变过程中传热系统的绝热特征可有效提升柴油机能效;4)相比其它的边界参数,EGR阀开度对柴油机瞬变过程能量流及(?)流的影响最大。EGR及进气迟滞的叠加效应大幅延缓了瞬变过程中柴油机各部分能量及(?)的响应性,随EGR阀开度的增加,响应的延迟程度、能量及(?)畸变系数均增大;5)在分段加载策略中,不同加载要素中对能效的影响由重至轻分别为:首段加载时间、停滞时间、第二段加载时间。较长的首段加载及停滞时间有助于各部分能量与(?)畸变系数的降低及柴油机能效的提升。(5)开展了面向能效最优化的边界参数协同优化工作。根据能效最优的增压柴油机关键边界参数协同原则,获得最优能效及其解集,通过博弈的方式择取兼顾排放的能效最优解。主要结论包括以下几点:1)在不同优化工况下,最优能效及其解的分布相对集中,普遍具有低EGR率、高冷却液温度及低进气温度的特征;2)在兼顾排放的能效最优解中,随负荷升高,EGR率向低EGR率方向推进,进气温度向高温方向推进,而冷却液温度却变化不大;3)与低负荷工况相比,高负荷工况具有更高的能效优化潜力,优化工况1~3下能效优化幅度分别为1.5%,1.8%及2.3%。

段庆翥[8](2020)在《多缸汽油机全可变液压气门机构设计与仿真研究》文中研究表明本文根据某汽油机气缸盖参数,研制了一种全可变液压气门(FHVVS,Fully Hydraulic Variable Valve System),该机构利用凸轮驱动挺柱摇臂和液压传动的传动方式,减小了液压配气系统的磨损。FHVVS通过直流电机控制转子阀部件中转子阀芯与阀套的瞬时位置来改变系统中机油的泄油时刻,从而间接控制进气门升程。若加载原机排气凸轮轴端的相位器,则可以达到控制进气门提前角、升程和开启时间连续变化的目的,拥有控制系统稳定、反应时间短、价格便宜、气缸盖结构改动小的优势。文中围绕汽油机的FHVVS结构做了如下介绍:(1)基于系统稳定、响应快、价格便宜、方便安装、对原机结构参数改动小的设计思想,确定了 FHVVS在汽油机气缸盖上的总体布置方案和整体布局,详细介绍了转子阀的工作原理和基于原理设计系统的工作过程;相继设计了前后壳体、液压挺柱、活塞、转子阀、进气惰轮等其他零部件的三维模型和二维图纸,并对其功能给予说明。(2)FHVVS采用机械与液压复合传动方式,根据带有凸轮相位器的原机进排气门升程数据采用高次函数多项式拟合,得到原机气门曲线的基本设计参数;结合原机的基本配气参数和FHVVS的工作特点,设计了适用于该系统的进气门升程曲线,再利用液压挺柱和活塞的面积比以及顶置式气门摇臂计算公式反推出进气凸轮型线;最后根据汽油机凸轮相位的要求,计算FHVVS进排气凸轮之间相位角。(3)根据FHVVS的设计原理,对结构和模型进行适当简化,将系统分为凸轮和挺柱摇臂模块、液压挺柱及活塞传动模块、气门运动组件模块、液压管路模块和控制信号模块,分析了每个模块和控制信号之间的相互关系,并结合机构的设计参数,利用AME-Sim软件搭建了适用于该系统的仿真计算模型;采用理论设计气门、凸轮曲线对模型仿真结果给予初步验证,为分析FHVVS的气门动力学特性和液压波动以及系统的机构优化打下良好基础。(4)利用系统AME-Sim模型模拟计算得到FHVVS在系统转速为2000r/min、3000r/min时,泄油相位角等间隔增加至最大条件下的气门参数,模拟计算结果显示,系统能够实现气门升程和开启时间连续变化的功能,达到最高转速时系统能够稳定运行,满足设计要求,理论上初步验证了设计的FHVVS的功能。(5)计算了 FHVVS系统在工况3000r/min,泄油时刻144° CA时的液压挺柱腔、活塞腔内压力,将气门升程按油压与速度关系分为四个阶段。研究了部分结构参数对系统的影响,结果表明,合理调整气门弹簧刚度和油道直径等参数可以提高FHVVS可靠性。利用转子阀细长矩形出油孔,可以在升程几乎不变情况下,增加气门的时面值,从而增加相同泄油相位角条件下汽油机的输出功率。

邹鹏[9](2020)在《一种新型全可变气门升程机构的正向开发及其应用研究》文中指出连续可变气门升程(Continuously Variable Valve Lift,CVVL)技术通过改变进气门升程和开启持续期控制进气量和负荷,从而取消节气门,降低汽油机部分负荷的泵气损失,是提高发动机部分负荷性能最有前景的技术之一。目前工程应用的机械式CVVL技术解决方案需要配合液压式可变气门正时(Variable Valve Timing,VVT)技术使用,系统跟随性差,响应速度慢,机构庞大,成本昂贵,控制策略复杂,开发周期长。为此,本课题组提出了一种新型的具有自调节气门正时功能的机械式连续可变气门升程(Continuously Variable Valve Lift and Timing,CVVLT)系统。该系统通过调节凸轮轴枢轴中心来改变气门的动作,利用一个调节电机同时控制气门升程和正时,取消了进气液压VVT,具有简单小巧、稳定可靠、成本低廉和响应迅速等优点。本文针对CVVLT系统进行了相关的研究,具体内容和结论如下:(1)搭建了原机GT-power模型,通过性能仿真初步确定气门升程曲线的主要参数,基于提出的结合性能仿真的型线设计方法对CVVLT系统的关键零部件进行了正向开发。综合GT-suite中的多体动力学模型和GT-Power发动机性能仿真模型的计算结果,对设计型线进行了优化和验证。型线优化设计的结果与设计目标值吻合良好,进气门动力学参数与原机相当,CVVLT发动机性能预测结果符合预期。成功制造和搭载了CVVLT系统,通过缸盖冷机试验平台对设计方法和CVVLT系统的功能进行了验证,验证结果符合预期。(2)开展了汽油机泵气损失的形成机理分析,并对CVVLT原理样机和原机的泵气损失共性特征进行了对比分析,讨论了原机与CVVLT原理样机的泵气损失理论极限。基于CVVLT原理样机和原机的台架试验结果,围绕汽油机经济性分解后的影响因素,进行了CVVLT系统对汽油机经济性影响的量化分析,试验结果分析表明:与原机相比,CVVLT原理样机采用气门升程控制负荷,由于部分负荷没有了节气门的节流损失,进气压力更高,泵气损失降低明显。发动机转速为1500r/min、2000r/min和3000r/min时,泵气损失分别较原机最多降低了23%、25%和22%,燃油经济性得到改善。2000r/min平均有效压力2bar和3000r/min平均有效压力2bar工况的有效热效率分别较原机提高了6.9%和8.1%。(3)基于原机一维仿真模型、设计结果和试验结果,搭建了CVVLT发动机一维仿真模型。基于该模型对CVVLT发动机进气门正时对换气过程和燃烧过程的影响进行了性能仿真分析,仿真结果表明:推迟CVVLT发动机部分负荷的进气门开启时刻,进气过程气门内外压差增大,进气流速增加,气缸容积增大,进气量增加。较大的气门升程可以减小气门的局部节流损失和推迟气门关闭时刻。基于该结果对CVVLT发动机的小负荷工况正时和升程进行了匹配优化,优化结果降低了1%到2%的燃油消耗率。(4)搭建了CVVLT发动机Converge三维仿真模型,开展了CVVLT原理样机进气门正时对缸内流动的影响研究。仿真结果表明:部分负荷工况下推迟CVVLT发动机的进气门开启时刻,进气过程中缸内滚流比和湍动能都得到增加。CVVLT发动机进气门关闭后,活塞继续下行会使湍动能不断耗散,当进气门关闭时刻提前时,进气后期活塞继续下行的距离更长,湍动能的耗散时间更长。此外,CVVLT发动机进气门越早关闭,缸内的滚流比更小,缸内流场更趋向于无序状态,更多的气体分子碰撞在缸壁上,气体分子之间的粘性耗散更多,气缸内的湍动能耗散地更快。因此,气门越早关闭,点火时刻的湍动能越弱,湍动能集中的区域也离火花塞越远,点火后火焰传播速度越慢,燃烧持续期越长。由于CVVLT发动机采用进气门早关策略,所以燃烧持续期比原机更长。本文的研究扩展了CVVL技术的实现形式,深入揭示了CVVLT系统对汽油机经济性的改善效果,明确了CVVLT原理样机的优化方向,为CVVLT系统的工程开发提供了理论指导。

侯孝臣[10](2020)在《车用ORC余热回收系统中自由活塞直线发电机的性能研究》文中研究表明从能量平衡的角度来看,车用内燃机热效率较低(20%-45%),剩余大部分热量以排气等形式排放到环境当中。因此,对于车用内燃机排气余热进行余热回收具有十分重要的意义。对于目前的车用ORC余热回收系统,迄今尚没有合适的膨胀机可作为最佳选择。本文提出了一种新型自由活塞直线发电机(FPLG),从试验研究、理论分析和仿真研究等角度对其性能进行了研究和探索。基于搭建的凸轮配气机构和电磁阀配气机构的FPLG试验系统,研究了不同影响因素对其性能的影响规律;构建了FPLG性能预测及优化模型,并采用正交试验法对影响因素的敏感度进行了研究。建立了FPLG仿真模型,从运行参数、模型参数以及直线发电机匹配方面对FPLG性能进行了分析。搭建了ORC-FPLG仿真模型,实现了与整车模型、车用发动机和ORC余热回收系统的耦合,进而提出了基于FPLG的模块化组合方案。基于凸轮配气机构的FPLG试验平台,探索了影响FPLG性能的关键因素,并研究了各个因素对FPLG性能的影响规律。研究结果表明,随着运行频率的增大,活塞组件位移和速度均呈现逐渐减小,而随着进气压力的增加却逐渐增大。随着外接负载的增加,FPLG活塞组件位移、速度以及实际行程均呈现逐渐增大的变化趋势。存在最优的外接负载使得峰值输出功率达到最大。随着进气压力和外接负载的增大,能量转换效率均呈现先增大后减小的趋势。运行频率为1.5 Hz,进气压力为0.26 MPa,外接负载为40Ω时,最大转换效率为73.33%。配气机构合理设计和匹配以及较高的进气压力有利于改善FPLG运动的循环变动特性以及FPLG运动的稳定性。搭建了电磁阀配气机构的FPLG试验平台,提出了基于位移和时间的控制策略。在保证FPLG连续稳定运行的基础上,研究了不同控制策略下FPLG的运行特性和输出特性。位移控制策略下,实际行程随着理论行程、外接负载和排气阀提前开启时间的增大而逐渐增大。运行频率随进气压力和外接负载均呈现逐渐增大的趋势,随理论行程和排气阀提前开启时间逐渐减小。时间控制策略下的运行频率仅与进排气时间和排气阀提前开启时间有关。平衡震荡系数随着排气阀提前开启时间和外接负载的增大逐渐增大;随着平衡震荡系数的增大,平均输出功率呈现下降的趋势。平衡震荡系数越小,平均输出功率越大。构建了基于机器学习的FPLG预测与优化模型,并联合ANN模型和遗传算法,对FPLG的关键运行参数进行了优化,并采用正交试验法对FPLG试验条件进行了优化。研究表明,PSO优化后的模型具有更小的误差和更高的预测精度。正交试验优化结果与采用机器学习优化几乎完全一致,从而验证了机器学习预测与优化模型的准确性。FPLG的最大峰值输出电压、平均输出功率、运行频率和能量转换效率分别为51.2 V、27.57 W、4.51 Hz和21%,对应的的优方案分别为A5B5C4D4、A5C1B4D2、A5C1B5D2和A5D1B1C1。同时,进气压力对于各个指标均起着至关重要的作用。采用GT-Suite和MATLAB/Simulink软件搭建了FPLG仿真模型。基于仿真模型,从FPLG运行参数、模型参数方面研究了FPLG的性能影响。研究结果表明,相对误差均在±10%以内,FPLG仿真模型具有较高的可信度。位移、速度、输出电压和功率随进气压力和进气温度均呈现逐渐增大的变化趋势。位移、速度、工质质量流量、进出口压差以及输出功率均随运行频率增大而逐渐减小。同时,存在最优的摩擦系数使得位移、速度、工质质量流量、输出功率达到最大。活塞组件速度随直线发电机磁链的增大逐渐减小,而电磁力和输出功率呈现逐渐增大的变化趋势。基于FPLG仿真模型,搭建了ORC-FPLG联合系统仿真模型,研究了运行参数对ORC-FPLG联合系统性能的影响,并从多模块组合的角度,分析了ORC-FPLG联合系统在串联工作模式和串联模式下的工作特性。研究结果表明,随着运行频率、排气温度、排气流量以及冷却水流量等运行参数的增大,ORC-FPLG联合系统净输出功率逐渐增大,而随着内外阻值和冷凝温度的增加逐渐减小。热效率和余热回收效率随运行频率和冷却水流量的增加而逐渐增加,存在最优的管道直径使得热效率和余热回收效率达到最大。当运行频率为18 Hz时,联合系统最大净输出功率和余热回收效率分别为2.51 k W和1.36%。加入ORC-FPLG系统后,发动机-ORC-FPLG联合系统的输出功率和热效率均有较大程度的改善。在并联工作模式中,随着模块数的增加,联合系统净输出功率和热效率均呈现先增大后减小的变化趋势,存在最优的模块数使得净输出功率和热效率达到最大。在串联工作模式中,联合系统净输出功率和热效率均随着模块数的增加逐渐增大。串联模式中并联模块数越多,净输出功率和热效率越高,越有利于提高联合系统的输出性能。当采取并联模式,运行频率为16 Hz,模块数为4时,联合系统最大净输出功率和余热回收效率分别可达11.92 k W和7.73%。

二、内燃机配气相位变化的原因与调整(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、内燃机配气相位变化的原因与调整(论文提纲范文)

(1)Z160船用高速柴油机压缩比以及进气参数的优化分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外发展以及研究现状
        1.2.1 可变压缩比技术研究现状
        1.2.2 配气机构的发展现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 Z160 船用高速柴油机仿真模型的建立
    2.1 GT-POWER软件简介
    2.2 Z160 船用高速柴油机简介
    2.3 仿真模型的建立
        2.3.1 Z160 船用高速柴油机模型的建立
        2.3.2 Z160 船用高速柴油机模型的校核
    2.4 本章小结
第三章 压缩比对Z160 船用高速柴油机性能影响的研究分析与选择
    3.1 压缩比优化方案的设计
    3.2 压缩比对Z160 船用高速柴油机性能影响的研究
        3.2.1 压缩比对Z160 船用高速柴油机动力性的影响分析
        3.2.2 压缩比对Z160 船用高速柴油机经济性的影响
        3.2.3 压缩比对Z160 船用高速柴油机燃烧的影响及选择
    3.3 优化前后Z160 船用高速柴油机性能对比
    3.4 本章小结
第四章 气门升程曲线对Z160 船用高速柴油机性能影响的研究与选择
    4.1 气门升程曲线优化方案的设计
    4.2 进气门角度系数对Z160 船用高速柴油机性能的影响
        4.2.1 进气门角度系数对Z160 船用高速柴油机动力性的影响
        4.2.2 进气门角度系数对Z160 船用高速柴油机燃油经济性的影响
        4.2.3 进气门角度系数的选择
    4.3 排气门角度系数对Z160 船用高速柴油机性能的影响
        4.3.1 排气门角度系数对Z160 船用高速柴油机动力性的影响
        4.3.2 排气门角度系数对Z160 船用高速柴油机燃油经济性的影响
        4.3.3 排气门角度系数的选择
    4.4 进气门升程系数对Z160 船用高速柴油机性能的影响
        4.4.1 进气门升程系数对Z160 船用高速柴油机动力性的影响
        4.4.2 进气门升程系数对Z160 船用高速柴油机燃油经济性的影响
        4.4.3 进气门升程系数的选择
    4.5 排气门升程系数对Z160 船用高速柴油机性能的影响
        4.5.1 排气门升程系数对Z160 船用高速柴油机动力性的影响
        4.5.2 排气门升程系数对Z160 船用高速柴油机燃油经济性的影响
        4.5.3 排气门升程系数的选择
    4.6 气门升程曲线优化前后对比
        4.6.1 优化前后气门升程曲线对比
        4.6.2 优化前后Z160 船用高速柴油机性能对比
    4.7 本章小结
第五章 配气相位对Z160 船用高速柴油机性能影响的研究与选择
    5.1 配气相位优化方案的设计
    5.2 配气相位的优化结果
    5.3 配气相位的优化结果分析与遴选
    5.4 配气相位优化前后模拟数据对比
    5.5 配气相位优化后可行性验证
    5.6 Z160 船用高速柴油机优化前后参数及性能对比
        5.6.1 优化前后Z160 船用高速柴油机参数对比
        5.6.2 总体优化前后Z160 船用高速柴油机性能对比
    5.7 本章小结
第六章 全文总结与工作展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢

(2)燃气发电机组发动机性能仿真优化研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 发动机仿真技术现状
        1.2.2 燃气发动机性能研究现状
        1.2.3 进气道优化研究现状
    1.3 主要研究内容
2 燃气发动机性能优化仿真理论基础
    2.1 发动机性能仿真常用计算理论
    2.2 一维仿真软件计算理论基础
        2.2.1 缸内热力过程的计算
        2.2.2 发动机燃烧模型
        2.2.3 进、排气系统热力过程计算
        2.2.4 GT-Power软件介绍
    2.3 STAR-CCM+仿真软件介绍
    2.4 一维三维耦合仿真软件计算理论基础
    2.5 本章小结
3 燃气发动一维模型的创建
    3.1 燃气发动机台架试验
        3.1.1 试验台架样机
        3.1.2 试验设备及台架布置
    3.2 燃气发动机一维模型建立以及标定
        3.2.1 一维模型的建立
        3.2.2 一维模型参数的设置
        3.2.3 一维仿真模型标定
    3.3 本章小结
4 燃气发电用发动机性能仿真优化研究
    4.1 两种压缩比改变方法对性能的影响
    4.2 发动机参数对性能的影响
        4.2.1 不同压缩比下进气持续期对燃气发动机性能影响
        4.2.2 不同压缩比下进排气相位对燃气发动机性能影响
        4.2.3 不同压缩比下点火提前角对发动机性能影响
    4.3 燃气发电用发动机增压器优化匹配
        4.3.1 增压器匹配特性
        4.3.2 增压器匹配方案及选型
    4.4 发动机性能优化结果对比
    4.5 本章小结
5 燃气发电用发动机一维三维进气歧管仿真优化研究
    5.1 发动机耦合计算一维三维模型的建立
        5.1.1 耦合计算一维模型的建立
        5.1.2 耦合计算三维模型的建立
        5.1.3 三维模型网格划分
        5.1.4 边界条件以及其他参数设置
    5.2 原进气歧管一维三维耦合结果分析
    5.3 进气歧管改进方案
    5.4 进气歧管改进前后结果对比分析
        5.4.1 进气压力差分析
        5.4.2 进气不均匀度分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
附录 攻读硕士学位期间的主要学术成果
致谢

(3)变冲程机用轴移式配气系统及动力学特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1.绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 有凸轮式VVA系统
        1.2.2 无凸轮式VVA系统
    1.3 本文主要研究内容
2.ASVS模型
    2.1 设计目标与方案
    2.2 系统搭建与工作原理
    2.3 设计难点
    2.4 本章小结
3.ASVS固定模式下动力学特性
    3.1 凸轮型线设计准则及目标
    3.2 凸轮型线设计方法及流程
    3.3 二/四冲程凸轮型线设计结果
        3.3.1 二冲程凸轮型线
        3.3.2 四冲程凸轮型线
    3.4 ASVS动力学仿真
        3.4.1 ADAMS多刚体动力学模型
        3.4.2 二冲程模式下仿真结果分析
        3.4.3 四冲程模式下仿真结果分析
        3.4.4 气门与活塞运动曲线
    3.5 本章小结
4.ASVS切换模式下动力学特性
    4.1 切换过程响应特性分析
    4.2 力学模型搭建
    4.3 进气切换型线设计
        4.3.1 设计理论及流程
        4.3.2 进气切换型线设计结果
        4.3.3 不同切换型线动力学分析
        4.3.4 切换过程中零件间受力分析
    4.4 排气切换型线设计
    4.5 本章小结
5.结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(4)双旋转气阀式发动机汽缸盖结构设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外发动机研究现状
        1.2.2 国内外发动机配气系统研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 配气系统形式的确定
    2.1 配气系统参数确定
        2.1.1 配气系统总体设计
        2.1.2 尺寸参数确定
        2.1.3 质量参数预估
        2.1.4 性能参数预估
    2.2 配气系统形式方案
        2.2.1 传统凸轮轴式配气系统
        2.2.2 电磁气门驱动配气系统
        2.2.3 电液气门驱动配气系统
        2.2.4 电气气门驱动配气系统
        2.2.5 旋转气阀式配气系统
    2.3 旋转气阀式配气系统方案的确定
        2.3.1 配气系统结构形式的选择
        2.3.2 双旋转气阀式配气系统具体结构
        2.3.3 双旋转气阀式配气系统特点
    2.4 本章小结
第3章 配气系统结构设计及布局
    3.1 双旋转气阀式配气系统总体设计
        3.1.1 双旋转气阀式配气系统设计思路
        3.1.2 双旋转气阀式配气系统工作过程
    3.2 双旋转气阀式配气系统基本参数设计
        3.2.1 燃烧室设计与压缩比计算
        3.2.2 配气相位设计
        3.2.3 通气能力计算
    3.3 旋转气阀轴的设计
        3.3.1 旋转气阀轴的设计要求
        3.3.2 旋转气阀轴的强度校核
        3.3.3 旋转气阀轴的结构设计
    3.4 冷却液循环水道设计
    3.5 密封系统结构设计
        3.5.1 轴向密封系统结构设计
        3.5.2 周向密封系统结构设计
    3.6 润滑油道设计
    3.7 正时传动系统设计
    3.8 双旋转气阀式汽缸盖总成的加工工艺制定
    3.9 本章小结
第4章 旋转气阀轴静态强度与热膨胀有限元分析
    4.1 有限元分析概述
    4.2 有限元软件简述
    4.3 旋转气阀轴的应力分析及模型处理
        4.3.1 旋转气阀轴的应力分析
        4.3.2 应用ANSYS对旋转气阀轴模型进行处理
    4.4 旋转气阀轴模型的约束条件和载荷设定
        4.4.1 旋转气阀轴模型约束条件
        4.4.2 旋转气阀轴模型载荷
    4.5 弯曲应力分析和热膨胀分析
    4.6 汽缸盖燃烧室静态强度分析
    4.7 本章小结
第5章 发动机台架试验
    5.1 发动机台架试验概述
    5.2 发动机台架搭建
        5.2.1 台架联轴法兰盘设计
        5.2.2 发动机台架结构设计
        5.2.3 发动机台架结构改进
        5.2.4 发动机周边配件布置
    5.3 发动机性能测试
        5.3.1 台架试验流程
        5.3.2 台架试验数据分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢

(5)配气机构NVH性能分析方法研究及应用(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 配气机构动力学研究现状
        1.2.2 配气机构振动噪声研究现状
        1.2.3 配气机构摩擦副弹性流体动力学研究现状
        1.2.4 发动机整机噪声仿真研究现状
        1.2.5 汽车动力总成异响研究现状
        1.2.6 可变气门驱动技术发展现状
        1.2.7 前人研究不足
    1.3 本文研究内容
2 基于单阀系模型的配气机构振声激励源研究
    2.1 引言
    2.2 配气机构的结构形式
    2.3 凸轮型线与配气机构运动学
    2.4 配气机构单阀系建模
        2.4.1 系统动力学建模方法
        2.4.2 模型参数确定方法
        2.4.3 凸轮型线设置和缸压载荷输入
        2.4.4 动力学模型求解方法
    2.5 凸轮-摇臂接触模型
        2.5.1 赫兹接触理论
        2.5.2 弹性流体动力学接触理论
        2.5.3 弹性流体动力学求解方法
    2.6 基于弹性流体动力学理论的单阀系模型算例分析
        2.6.1 气门运动验证试验
        2.6.2 气门动力学分析
        2.6.3 凸轮-摇臂接触分析
    2.7 配气机构激励源特性分析
        2.7.1 气门座激励力分析
        2.7.2 液压挺柱座激励力分析
        2.7.3 气门弹簧激励力分析
    2.8 配气机构优化设计
        2.8.1 凸轮型线优化设计方法
        2.8.2 凸轮型线优化设计
        2.8.3 气门弹簧力优化设计
        2.8.4 配气机构优化设计方案
    2.9 本章小结
3 基于柔性缸盖多阀系模型的配气机构载荷传递研究
    3.1 柔性多体系统动力学理论
    3.2 有限元分析法
        3.2.1 直接法
        3.2.2 模态综合法
        3.2.3 有限元模型单元尺寸估算
    3.3 凸轮轴承与凸轮轴接触模型
        3.3.1 凸轮轴承非线性弹簧模型
        3.3.2 凸轮轴承弹性流体动力学模型
        3.3.3 凸轮轴模型
    3.4 柔性体缸盖多阀系动力学模型建模
        3.4.1 发动机基本参数
        3.4.2 有限元模型
        3.4.3 弹性流体动力学凸轮轴承模型建模及边界条件设置
    3.5 基于柔性体缸盖多阀系模型动力学分析
        3.5.1 气门动力学分析
        3.5.2 气门运动验证试验
        3.5.3 凸轮轴承弹性流体动力学分析
        3.5.4 分析结果验证对比
    3.6 凸轮轴承载荷传递特性研究
        3.6.1 凸轮轴承载荷及轴颈不对中分析
        3.6.2 缸盖振动响应特性分析
    3.7 凸轮轴承润滑状态影响因素探究
        3.7.1 发动机转速对轴承润滑状态影响
        3.7.2 润滑介质温度对轴承润滑状态影响
        3.7.3 润滑油标号对轴承润滑状态影响
        3.7.4 恶劣工况轴承润滑状态分析
    3.8 本章小结
4 配气机构-整机耦合系统的振动响应和声学辐射研究
    4.1 引言
    4.2 耦合系统动力学及声学仿真方法研究
        4.2.1 动力学仿真方法研究
        4.2.2 声学仿真方法研究
    4.3 配气机构-整机耦合系统动力学模型建模
        4.3.1 主要部件和连接副的简化
        4.3.2 有限元模型的建模和验证
        4.3.3 载荷边界计算
        4.3.4 配气机构建模方法
    4.4 整机NVH试验及信号处理方法
        4.4.1 振动测试方法
        4.4.2 噪声测试方法
    4.5 配气机构-整机耦合模型动力学及振动噪声仿真结果分析
        4.5.1 耦合模型配气机构动力学分析
        4.5.2 耦合模型配气机构激励力分析
        4.5.3 耦合模型整机振动响应分析
        4.5.4 耦合模型整机声学预测分析
    4.6 本章小结
5 配气机构怠速异响机理研究及优化
    5.1 信号处理方法
    5.2 配气机构怠速异响问题描述和换件探索试验
    5.3 可变气门正时系统(VVT)工作原理
    5.4 配气机构怠速异响机理探究
        5.4.1 配气机构怠速异响诊断模型
        5.4.2 配气机构怠速异响机理分析
    5.5 配气机构怠速异响复现模型
        5.5.1 怠速异响复现模型建模
        5.5.2 怠速异响复现模型仿真流程
        5.5.3 怠速异响复现模型动力学求解方法
        5.5.4 声学边界元法
    5.6 配气机构怠速异响复现模型动力学及声学仿真结果分析
    5.7 VVT相位器结构优化及验证
        5.7.1 VVT结构优化方案
        5.7.2 VVT结构优化验证试验
    5.8 本章小结
6 总结与展望
    6.1 研究成果和结论
    6.2 创新点
    6.3 研究展望
参考文献
作者简历
攻读博士期间发表的论文
攻读博士期间参与科研及实践项目

(6)米勒循环发动机开发及关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 最新排放法规要求
    1.3 先进技术应用
        1.3.1 缸内直喷增压小型化技术
        1.3.2 闭缸技术
        1.3.3 废气再循环技术
        1.3.4 可变压缩比技术
        1.3.5 喷水技术
        1.3.6 混合动力(HEV)技术
        1.3.7 天然气发动机
    1.4 米勒(Miller)循环发动机
        1.4.1 米勒(Miller)循环发动机发展历史
        1.4.2 米勒循环的优缺点
        1.4.3 量产米勒循环发动机技术介绍
    1.5 本文主要研究内容
第2章 试验发动机设计方案和匹配研究
    2.1 发动机设计目标
    2.2 燃烧系统设计
        2.2.1 高滚流气道设计
        2.2.2 燃烧室和活塞顶面设计
        2.2.3 火花塞和喷油器位置设计
    2.3 燃油喷射系统设计
        2.3.1 高轨压喷油系统介绍
        2.3.2 喷油器方案介绍
        2.3.3 喷油器方案选型试验
        2.3.4 试验结果分析
    2.4 凸轮型线及相位设计
        2.4.1 凸轮轴对发动机性能的影响
        2.4.2 凸轮轴型线设计匹配
        2.4.3 试验结果
    2.5 涡轮增压器的设计及匹配研究
        2.5.1 涡轮增压器的介绍
        2.5.2 增压器与发动机的匹配
        2.5.3 试验结果
    2.6 本章小结
第3章 台架标定试验参数优化及研究
    3.1 台架标定试验介绍
    3.2 台架标定流程及试验准备
        3.2.1 台架标定流程
        3.2.2 台架标定试验准备
    3.3 进、排气VVT参数优化及对动力性、经济性影响分析
        3.3.1 试验方案
        3.3.2 全负荷工况点试验结果及分析
        3.3.3 部分负荷工况点试验结果及分析
    3.4 喷油参数优化及分析
        3.4.1 试验方案
        3.4.2 试验结果与分析
    3.5 本章小结
第4章 发动机极限运行条件试验研究
    4.1 引言
    4.2 早燃的影响因素分析
        4.2.1 喷油策略对早燃的影响
        4.2.2 发动机不同运行条件对早燃的影响
    4.3 不同喷油策略情况下低温冷启动活塞湿壁情况分析
    4.4 配气相位偏差对发动机模型精度影响分析
        4.4.1 充气模型的基本概念
        4.4.2 扭矩模型的基本概念
        4.4.3 模型精度概念
        4.4.4 试验方案
        4.4.5 试验结果与分析
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢

(7)车用增压柴油机能量流与(?)流分析及能效优化(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 能源紧缺现状
        1.1.2 环境问题现状
    1.2 高效内燃机的关键技术
        1.2.1 柴油机喷射及配气技术
        1.2.2 新型燃烧模式
        1.2.3 燃烧室结构优化及可变压缩比技术
        1.2.4 废气余能回收技术
        1.2.5 新型热力循环
    1.3 内燃机能量流及(?)流
    1.4 国内外内燃机的能量流及(?)流研究现状
        1.4.1 国内外内燃机的能量流研究现状
        1.4.2 国内外内燃机的(?)流研究现状
    1.5 目前研究存在的问题
    1.6 本文的研究内容及目标
第2章 研究平台的构建与理论基础
    2.1 研究平台的构建
        2.1.1 研究用柴油机介绍
        2.1.2 增压柴油机试验测控平台的构建
        2.1.3 增压柴油机三维仿真模型构建与验证
        2.1.4 增压柴油机一维仿真模型构建与验证
    2.2 基于热力学定律的增压柴油机能量及(?)分析方法
        2.2.1 热力学分析模型
        2.2.2 能量分析方法
        2.2.3 (?)分析方法
        2.2.4 (?)损失分析方法
    2.3 能量及(?)评价方法
    2.4 本章小结
第3章 车用增压柴油机能量流及(?)流分布特征
    3.1 研究方案
    3.2 热效率与(?)效率分布特征
    3.3 排气能量及排气(?)分布特征
    3.4 传热能量及传热(?)分布特征
    3.5 (?)损失分布特征
    3.6 边界参数对余能可用性的影响
    3.7 本章小结
第4章 边界参数对车用增压柴油机能量流及(?)流的影响
    4.1 研究方案
    4.2 进气温度对增压柴油机能量流及(?)流的影响
        4.2.1 进气温度对能量平衡及(?)平衡的影响
        4.2.2 能量及(?)对进气温度的敏感程度分析
        4.2.3 进气温度对能量及(?)变化历程的影响
        4.2.4 进气温度对缸内(?)损失的影响
    4.3 冷却液温度对增压柴油机能量流及(?)流的影响
        4.3.1 冷却液温度对能量平衡及(?)平衡的影响
        4.3.2 能量及(?)对冷却液温度的敏感程度分析
        4.3.3 冷却液温度对能量及(?)变化历程的影响
        4.3.4 冷却液温度对缸内(?)损失的影响
    4.4 EGR率对增压柴油机能量流及(?)流的影响
        4.4.1 EGR率对(?)平衡的影响
        4.4.2 EGR率对能量及(?)变化历程的影响
        4.4.3 EGR率对缸内(?)损失的影响
    4.5 喷射正时对增压柴油机能量流及(?)流的影响
        4.5.1 喷射正时对能量平衡及(?)平衡的影响
        4.5.2 能量及(?)对喷射正时的敏感程度分析
        4.5.3 喷射正时对能量及(?)变化历程的影响
        4.5.4 喷射正时对缸内(?)损失的影响
    4.6 喷射压力对增压柴油机能量流及(?)流的影响
        4.6.1 喷射压力对能量平衡及(?)平衡的影响
        4.6.2 能量及(?)对喷射压力的敏感程度分析
        4.6.3 喷射压力对能量及(?)变化历程的影响
        4.6.4 喷射压力对缸内(?)损失的影响
    4.7 本章小结
第5章 车用增压柴油机瞬变过程能量流及(?)流分析
    5.1 瞬变工况的研究基础
        5.1.1 典型瞬变工况的选取
        5.1.2 研究方案
        5.1.3 瞬变过程中传热量的确定
        5.1.4 瞬变过程中未燃燃料量的确定
    5.2 加载时间对增压柴油机瞬变过程能量流及(?)流的影响
        5.2.1 不同加载时间下的能量平衡及(?)平衡
        5.2.2 不同加载时间的燃烧边界参数响应及燃烧特征
        5.2.3 不同加载时间下的能量及(?)畸变系数
    5.3 进气温度对增压柴油机瞬变过程能量流及(?)流的影响
        5.3.1 不同进气温度下的能量平衡及(?)平衡
        5.3.2 不同进气温度的燃烧边界参数响应及燃烧特征
        5.3.3 不同进气温度下的能量及(?)畸变系数
    5.4 冷却液温度对增压柴油机瞬变过程能量流及(?)流的影响
        5.4.1 不同冷却液温度下的能量平衡及(?)平衡
        5.4.2 不同冷却液温度的燃烧边界参数响应及燃烧特征
        5.4.3 不同冷却液温度下的瞬变能量及(?)畸变系数
    5.5 EGR阀开度对增压柴油机瞬变过程能量及(?)的影响
        5.5.1 不同EGR阀开度下的能量平衡及(?)平衡
        5.5.2 不同EGR阀开度的燃烧边界参数响应及燃烧特征
        5.5.3 不同EGR阀开度下的瞬变能量流及(?)流畸变系数
    5.6 分段加载策略对增压柴油机瞬变过程能量及(?)的影响
        5.6.1 不同分段加载策略下的能量平衡及(?)平衡
        5.6.2 不同分段加载策略的燃烧边界参数响应及燃烧特征
        5.6.3 不同分段加载策略下的能量及(?)畸变系数
    5.7 本章小结
第6章 基于能效最优的增压柴油机关键边界参数协同优化
    6.1 优化理论基础
        6.1.1 遗传算法
        6.1.2 优化工具与优化思路
    6.2 关键边界参数协同优化的研究基础
        6.2.1 优化工况与最优解的选取
        6.2.2 关键边界参数的DOE
        6.2.3 数据拟合结果分析
    6.3 优化结果分析
        6.3.1 工况1 的优化结果分析
        6.3.2 工况2 的优化结果分析
        6.3.3 工况3 的优化结果分析
        6.3.4 综合优化结果分析
    6.4 本章小结
第7章 全文工作总结与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 本文的创新点
    7.3 工作展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢

(8)多缸汽油机全可变液压气门机构设计与仿真研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 全可变气门研究背景
    1.2 可变气门研究现状
        1.2.1 电磁式可变气门
        1.2.2 机械式可变气门
        1.2.3 电液驱动式可变气门
    1.3 全可变液压气门运动特性及液压波动研究现状
        1.3.1 气门落座特性研究现状
        1.3.2 FHVVS压力波动研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 FHVVS系统结构设计
    2.1 FHVVS机构的结构
        2.1.1 FHVVS的整体布局
        2.1.2 FHVVS系统工作原理
        2.1.3 泄油部件结构与原理
    2.2 FHVVS系统的工作过程
    2.3 气门驱动机构的设计
        2.3.1 壳体设计
        2.3.2 液压活塞部件设计
        2.3.3 液压挺柱设计
        2.3.4 入口单向阀部件介绍
        2.3.5 惰齿轮部件设计
        2.3.6 进气凸轮端惰轮设计
    2.4 样机的研制
    2.5 本章小结
第3章 FHVVS的凸轮型线设计
    3.1 气门升程曲线的拟合
    3.2 FHVVS凸轮设计准则
    3.3 进气门曲线设计
    3.4 进气门升程反推凸轮型线
        3.4.1 凸轮处于基圆尺寸参数
        3.4.2 当凸轮处于最大升程尺寸参数
    3.5 进排气凸轮相位计算
    3.6 本章小结
第4章 FHVVS机构仿真模型的搭建与结果分析
    4.1 FHVVS系统的模型搭建
        4.1.1 系统模型的假设
        4.1.2 仿真模型的组成
        4.1.3 各部分模型参数设定
    4.2 FHVVS系统仿真模型验证
    4.3 仿真结果与分析
    4.4 FHVVS高转速性能分析
    4.5 本章小结
第5章 FHVVS液压波动分析及结构优化
    5.1 气门工作过程液压波动分析
    5.2 机构零件参数对压力波动的影响
        5.2.1 高压油道直径的影响
        5.2.2 气门移动组件质量的影响
        5.2.3 气门弹簧刚度的影响
    5.3 转子阀出油孔结构对系统的影响
        5.3.1 出油孔结构方案改进
        5.3.2 仿真结果分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及参与的科研项目
学位论文评阅及答辩情况表

(9)一种新型全可变气门升程机构的正向开发及其应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 CVVL技术概述
        1.2.1 CVVL技术原理
        1.2.2 CVVL技术的优势
    1.3 CVVL技术研究现状及应用
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 论文主要研究内容和意义
第2章 研究平台的搭建
    2.1 引言
    2.2 台架试验平台
        2.2.1 试验发动机原机介绍
        2.2.2 CVVLT原理样机介绍
        2.2.3 发动机的台架测试系统
        2.2.4 台架试验内容
        2.2.5 数据处理
    2.3 缸盖冷机试验平台
        2.3.1 气门机构性能综合检测装置
        2.3.2 检测装置的数据采集与处理
    2.4 GT-Power一维仿真平台
        2.4.1 GT-Power软件
        2.4.2 原机一维仿真模型
        2.4.3 CVVLT发动机一维仿真模型
    2.5 Converge三维仿真平台
        2.5.1 Converge软件
        2.5.2 湍流模型
        2.5.3 燃烧模型
        2.5.4 传热模型
        2.5.5 边界条件和模型验证
    2.6 本章小结
第3章 CVVLT系统的正向设计
    3.1 引言
    3.2 CVVLT系统的结构与原理
        3.2.1 CVVLT机构的基本结构
        3.2.2 CVVLT升程调节机构的工作原理
        3.2.3 CVVLT机构驱动系统的工作原理
        3.2.4 CVVLT系统的气门正时调节原理
        3.2.5 CVVLT系统与Valvetronic系统对比
    3.3 CVVLT系统关键零部件的正向设计
        3.3.1 基于数值模拟的气门运动参数确定
        3.3.2 中间摇臂型线的设计
        3.3.3 凸轮型线的重建
        3.3.4 基于数值模拟的型线优化
        3.3.5 系统功能性试验验证
    3.4 本章小结
第4章 CVVLT系统对汽油机经济性的影响
    4.1 引言
    4.2 传统汽油机的换气过程
        4.2.1 充量系数
        4.2.2 泵气损失
    4.3 CVVLT原理样机和原机的换气过程
        4.3.1 CVVLT原理样机和原机的泵气损失
        4.3.2 泵气损失理论极限
    4.4 CVVLT系统对汽油机经济性影响的量化分析
        4.4.1 汽油机经济性能的分解
        4.4.2 CVVLT系统对汽油机经济性的影响
    4.5 本章小结
第5章 CVVLT发动机进气门正时的仿真研究
    5.1 引言
    5.2 进气门正时对经济性能的影响研究
        5.2.1 换气过程分析
        5.2.2 燃烧过程分析
        5.2.3 进气门升程与正时的匹配优化
    5.3 进气门正时对缸内流动的影响研究
        5.3.1 分析工况介绍
        5.3.2 部分负荷换气过程的分析
        5.3.3 大负荷燃烧过程分析
    5.4 本章小结
全文总结
创新点
工作展望
参考文献
附录 A 攻读博士期间的科研成果
附录 B 攻读博士期间课题参与情况
致谢

(10)车用ORC余热回收系统中自由活塞直线发电机的性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
物理量名称及符号表
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 车用ORC余热回收系统膨胀机的研究现状
    1.3 自由活塞发动机的研究现状及动态
    1.4 自由活塞膨胀机的研究现状
    1.5 当前研究存在的问题
    1.6 研究内容及研究目标
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 研究目标
第2章 基于凸轮配气机构的FPLG试验研究
    2.1 自由活塞直线发电机的工作原理
        2.1.1 配气机构
        2.1.2 参数设定
    2.2 FPLG运行特性分析
    2.3 配气正时对FPLG性能的影响
    2.4 循环变动特性
    2.5 不同直线发电机下FPLG的性能比较
    2.6 外接负载对FPLG性能的影响
        2.6.1 外接负载对FPLG运行特性的影响
        2.6.2 外接负载对FPLG输出特性的影响
        2.6.3 外接负载对FPLG能量转换效率的影响
    2.7 FPLG的热力学特性分析
    2.8 本章小结
第3章 基于电磁阀配气机构的FPLG试验研究
    3.1 试验台搭建设计与搭建
        3.1.1 FPLG试验台设计方案
        3.1.2 直线发电机的选型
        3.1.3 控制策略
    3.2 不确定度分析
    3.3 基于位移控制的FPLG性能分析
        3.3.1 运行特性
        3.3.2 输出特性
        3.3.3 能量转换效率
    3.4 基于时间控制的FPLG性能分析
        3.4.1 运行特性
        3.4.2 输出特性
    3.5 平衡震荡特性分析
        3.5.1 平衡震荡系数变化规律
        3.5.2 输出特性与平衡震荡系数的变化关系
        3.5.3 能量转换效率与平衡震荡系数的变化关系
    3.6 本章小结
第4章 基于机器学习和正交试验设计的试验条件优化
    4.1 机器学习
        4.1.1 人工神经网络
        4.1.2 遗传算法(Genetic Algorithm,GA)
    4.2 基于BP神经网络的FPLG建模
        4.2.1 训练函数
        4.2.2 隐层节点
        4.2.3 学习速率
        4.2.4 预测精度
    4.3 神经网络模型优化
    4.4 遗传算法优化试验条件
    4.5 基于正交试验设计的FPLG试验设计与优化
        4.5.1 正交表
        4.5.2 多指标正交试验设计及其结果的直观分析
        4.5.3 正交试验结果的方差分析
    4.6 优化结果的验证与比较
    4.7 本章小结
第5章 基于GT-Suite/simulink建模的FPLG性能研究
    5.1 自由活塞膨胀机仿真模型建立
        5.1.1 GT-Suite软件简介
        5.1.2 气缸模型
        5.1.3 摩擦力模型
        5.1.4 电磁阀模型
        5.1.5 管道设定
    5.2 直线发电机
    5.3 模型耦合
    5.4 .FPLG仿真模型试验验证
        5.4.1 速度-电磁力
        5.4.2 活塞组件位移
        5.4.3 活塞组件速度
        5.4.4 FPLG缸内压力
        5.4.5 FPLG输出功率
        5.4.6 误差分析
    5.5 .基于仿真模型的FPLG性能研究
        5.5.1 运行参数分析
        5.5.2 模型参数分析
        5.5.3 电磁阀模型参数对FPLG性能的影响
        5.5.4 摩擦系数对FPLG性能的影响
        5.5.5 直线发电机匹配特性研究
    5.6 .本章小结
第6章 ORC-FPLG联合系统工作特性研究
    6.1 ORC-FPLG联合系统数学模型
    6.2 ORC-FPLG模型搭建
        6.2.1 换热器模型
        6.2.2 工质泵模型
    6.3 ORC-FPLG联合系统性能分析
        6.3.1 内外阻值对联合系统性能的影响
        6.3.2 工质泵转速对联合系统性能的影响
        6.3.3 运行频率对联合系统性能的影响
        6.3.4 冷凝温度对联合系统性能的影响
        6.3.5 排气能量对联合系统性能的影响
        6.3.6 冷却水流量对联合系统性能的影响
        6.3.7 管道直径对联合系统性能的影响
    6.4 基于多模块组合的ORC-FPLG联合系统性能研究
        6.4.1 并联模式下ORC-FPLG联合系统性能分析
        6.4.2 串联模式下ORC-FPLG联合系统性能分析
        6.4.3 串并联模式下的性能比较
        6.4.4 不同配气方式下ORC-FPLG联合系统性能分析
    6.5 耦合整车的ORC-FPLG系统运行性能研究
        6.5.1 车用发动机-ORC-FPLG系统模型
        6.5.2 车用发动机-ORC-FPLG联合系统性能研究
        6.5.3 基于ORC-FPLG的整车仿真模型动态特性分析
    6.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
致谢

四、内燃机配气相位变化的原因与调整(论文参考文献)

  • [1]Z160船用高速柴油机压缩比以及进气参数的优化分析[D]. 杨晨. 山东理工大学, 2021
  • [2]燃气发电机组发动机性能仿真优化研究[D]. 蒋艳丹. 中南林业科技大学, 2021(01)
  • [3]变冲程机用轴移式配气系统及动力学特性研究[D]. 陈丽萍. 大连理工大学, 2021(01)
  • [4]双旋转气阀式发动机汽缸盖结构设计[D]. 李师航. 吉林大学, 2021(01)
  • [5]配气机构NVH性能分析方法研究及应用[D]. 罗轩. 浙江大学, 2021(07)
  • [6]米勒循环发动机开发及关键技术研究[D]. 刘子鸣. 吉林大学, 2020(03)
  • [7]车用增压柴油机能量流与(?)流分析及能效优化[D]. 刘长铖. 吉林大学, 2020(08)
  • [8]多缸汽油机全可变液压气门机构设计与仿真研究[D]. 段庆翥. 山东大学, 2020(10)
  • [9]一种新型全可变气门升程机构的正向开发及其应用研究[D]. 邹鹏. 湖南大学, 2020(11)
  • [10]车用ORC余热回收系统中自由活塞直线发电机的性能研究[D]. 侯孝臣. 北京工业大学, 2020

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内燃机气门相位变化的原因及调整
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