液压驱动式可变压缩比机构的设计

发布时间：2020-04-12 10:58

【摘要】：可变压缩比技术可以在低负荷下改善发动机的动力性,高负荷下避免发生爆燃现象,是目前发动机领域的前沿技术研究。本文通过对国内外技术方案的对比,选择改变活塞相对高度实现压缩比可变的技术方案,具体实施方式是在活塞内部安装摆动液压马达并通过双螺旋结构的传动实现压缩比改变。本文所设计的可变压缩比(Variable Compression Ratio,VCR)活塞是以常柴ZS1100单缸柴油机活塞为基础,利用Proe软件对VCR活塞的进行了三维设计,确定VCR活塞的基本尺寸,得出压缩比的变化范围在17.5~14.3。采用Adams对VCR活塞机构进行了动力学分析,得到200r/min,800r/min、1800r/min时的活塞位移、速度、加速度随曲轴转角的变化关系,得出活塞在1800r/min时的加速度为2610m/s2;然后对其进行有限元分析,通过作用于VCR活塞上的气缸压力、惯性力、重力、支撑力、液压力分析活塞受到的机械应力与变形量,得出活塞燃烧室边缘的应力值与应变值最大,最大应力为243Mpa,最大应变为0.21Mpa;最后通过作用在活塞上的机械负载结合活塞温度场确定活塞的热-机械耦合分析的应力值与变形量。为验证液压式VCR活塞机构的可行性,本文对摆动液压马达的基本尺寸、叶片数量进行确定,从而计算出液压马达的几何排量为38640mm3/rad、理论转矩为9.66N·m;然后对活塞的液压驱动过程进行了分析,得到活塞在不同定压源压力下的响应特性。本文通过对缸盖、缸盖螺栓、挺杆进行加长来补偿因活塞高度变化后带来的干涉;对柴油机进行油路改造,将组装完成后的VCR活塞装配在柴油机内进过静态实验。本文对实验中液压系统泄漏的原因进行了总结分析,并对研究方案进行了改进,绘制出改进后的机械图纸。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464

【参考文献】

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本文编号：2624645