葉片式連續(xù)可變凸輪軸相位器的性能與應(yīng)用研究.pdf

1、在眾多可變配氣機構(gòu)中，液壓驅(qū)動葉片式連續(xù)可變凸輪軸相位器（CVCP）在越來越多的發(fā)動機上得到了實際運用，而在CVCP的開發(fā)和應(yīng)用過程中，最為關(guān)注的是他的響應(yīng)速度和應(yīng)用策略。本文以葉片式CVCP的響應(yīng)速度、應(yīng)用策略和新應(yīng)用方案為研究重點，從D20發(fā)動機所裝單進氣CVCP系統(tǒng)出發(fā)，通過建立CVCP系統(tǒng)響應(yīng)特性測試臺架和數(shù)值計算模型，探索影響CVCP響應(yīng)特性的因素及其規(guī)律，并針對其在發(fā)動機上的應(yīng)用策略和新結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行了研究。本文所完成的主

2、要工作如下：
　　通過搭建系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)測試臺架，完成了進氣CVCP在不同機油溫度、壓力和發(fā)動機轉(zhuǎn)速下的響應(yīng)速度測試并編寫了相位數(shù)據(jù)的處理程序；建立了基于AMESim和Simulink的CVCP系統(tǒng)計算模型，重點討論了建模過程中相位器液壓-機械的動力傳遞、機油交換和相位器終端接觸等問題。
　　結(jié)合臺架測試數(shù)據(jù)和仿真計算，分析了發(fā)動機轉(zhuǎn)速、機油溫度和壓力以及相位器和OCV的結(jié)構(gòu)尺寸等參數(shù)對CVCP系統(tǒng)響應(yīng)速度的影響規(guī)律并提出了提

3、高系統(tǒng)響應(yīng)速度的方向。研究發(fā)現(xiàn)油壓和溫度對響應(yīng)速度的影響顯著，而轉(zhuǎn)速的影響則主要體現(xiàn)在低速、低油壓工況。在高速階段，可將凸輪軸所受交變扭矩的平均值視作相位器的實際負(fù)載；機油控制閥（OCV）通過影響相位器的供油壓力和回油背壓來影響相位器的有效供油壓力；另外，增加相位器排量對提高響應(yīng)速度的效果由于受到現(xiàn)有供油流量的限制，總體影響不大。
　　針對兩款分別搭載了單進氣CVCP和進排氣雙CVCP的發(fā)動機的性能指標(biāo)受配氣正時的影響規(guī)律的分析表

4、明，安裝CVCP對發(fā)動機全負(fù)荷扭矩和部分負(fù)荷的燃油經(jīng)濟性有較大程度的提高；且在部分負(fù)荷以最小BSFC為目標(biāo)得到的配氣正時在中等負(fù)荷工況對排放性能也有很大的改善，可同時降低NOx和HC的排放。但在某些工況兩者隨配氣正時的變化趨勢并不一致，此時最佳相位的選擇需要在排放和油耗之間加以權(quán)衡。
　　針對雙凸輪軸式和進排氣單凸輪軸式單缸發(fā)動機設(shè)計的三種CVCP結(jié)構(gòu)和布置方案充分利用了各種發(fā)動機配氣機構(gòu)的特點，具有對原機改動小、方便布置的優(yōu)點，