发动机作为车辆的动力来源,其性能的好坏直接影响到车辆的动力性、经济性、排放性及工作的可靠性和耐久性。随着汽车新技术的不断涌现,人们对发动机性能的要求也越来越高,要求其能够在更宽的工作范围具有更好的性能表现。本文介绍了车用发动机的研究现状和面临的问题,通过对往复活塞式发动机的结构和工作原理进行创新,在无凸轮轴气门驱动等先进发动机技术的支持下,提出了发动机多工作模式理论,论述了MWM(Multiple Working Mode,多工作模式)发动机二冲程工作模式、四冲程工作模式、六冲程工作模式、工作模式之间的相互转换和连续可变压缩比的工作原理。MWM发动机在普通四冲程发动机的气缸侧壁增加了一个排气口,且由气门控制其开闭,通过处于不同位置气门的配合工作,从而实现其各种工作模式和工作过程。 本文通过Matlab的M文件编程得到MWM发动机各主要零部件的具体优化参数,采用SolidWorks三维建模软件构建各零部件的实体模型;在完成了虚拟样机装配之后,利用虚拟样机仿真了MWM发动机的各种工作模式和工作过程,得到了其最佳的结构和运动参数,排除了零部件之间可能存在的静态和动态干涉;利用Flowizard软件对二冲程工作模式三种换气方案的缸内流场进行了数值模拟,经过比较分析之后得出“顶进一侧出”方案为较好的二冲程工作模式换气方案。 MWM发动机在理论上实现了一台发动机在二冲程、四冲程与六冲程工作模式之间的相互转换,填补了发动机单工作循环作功行程数与总行程数比值中1/3的空白,同时具备一定范围连续可变的压缩比,整合了二冲程与四冲程发动机的优点,拓展了发动机的工作范围。