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连续可变气门升程技术的研究对于车用汽油机节能具有重要意义。连续可变气门技术使得发动机在高速区和低速区均能得得到需求的气门升程,从而改善发动机高速功率和低速扭矩,全面提升发动机的综合性能,尤其是部分负荷条件下,燃油经济性得到较大的提高。 本文研究了一种能够同时实现气门升程与气门正时调节的连续可变气门升程机构EVVTL。文中详细地介绍了该机构的结构和工作原理,分析了气门升程与正时角度之间的关系。 根据EVVTL机构的结构特点,进行简化和假设,搭建了数学模型,并开发了相应的计算软件。研究表明,在给定的结构参数条件下,可变气门正时随着气门升程的增加而滞后。从起始点开始计算,凸轮轴轴心线的公转角度在0~50°之间时,进气门的开启时刻比较接近。随着公转角度的进一步增加,进气门开启时刻提前。凸轮轴轴心线公转半径的值对最大气门正时改变量的影响较小。 使用AVL EXCITE Timing Drive软件对上述EVVTL机构进行运动学和动力学仿真分析,发现原机构的丰满系数过低,弹簧裕度不够,气门关闭时存在反跳现象。经过优化设计以后,新设计出的机构,开启阶段的丰满系数达到了0.5611,关闭阶段的丰满系数达到了0.5571,而且各部件间受力良好。 以一台1.3L自然吸气发动机作为样机,搭建GT-POWER模型,并根据试验结果对上述模型进行校验。根据校准后的 GT-POWER模型对上述EVVTL机构进行仿真分析。将EVVTL机构的仿真结果与原机仿真结果进行对比分析,结果表明EVVTL机构在750r/min的扭矩值最大可提高40.1%,1500r/min的扭矩值最大可提高20%。负荷为2bar条件下,EVVTL机构的比油耗在750r/min较原机降低了11.3%,在1000r/min条件下较原机降低了6%。根据理论分析,对于EVVTL机构而言,当活塞下行时,缸内的压力正好膨胀到等于进气道的压力时,进气门打开,此时能够最大限度的降低泵气损失。