新型液压可变正时系统热分析与气门工作精确度分析

发布时间：2017-07-21 01:16

  本文关键词：新型液压可变正时系统热分析与气门工作精确度分析

  更多相关文章： 液压气门系统 热分析 气门升程 滑模控制 台架试验

【摘要】：面对日益严格的排放法规,各大汽车企业对低能耗、低排放、高功率的发动机要求也越来越高。其中,在应用的发动机技术中,可变气门技术是实现发动机节能减排的一项有效途径,液压可变正时系统就是其中的一种。本文基于已开发的液压可变气门机构,以气门工作精确度为线索,分析了系统的产热,散热情况及系统参数对液压油平衡温度变化的影响,然后分析不同油温下的液压油对气门工作精确度的具体影响,并提出相关的解决方案,具体研究如下:为研究液压系统工作时油温变化情况,本文以液压可变气门系统为研究对象,运用仿真软件AMESim搭建了系统的热力学模型进行仿真,并与台架试验数据进行了对比分析,结果显示各参数如油箱回油口温度,气门升程等与仿真结果误差在5%左右,吻合度很高,说明该模型能够准确地去反映系统工作时油温情况。此外,本文还分析了液压系统的主要产热部件的产热功率和散热功率,分析系统热平衡条件,并研究了发动机转速及系统参数对液压油最终平衡温度的影响,确定了油液工作温度区间。为研究液压油油温对配气机构气门工作精确度的影响。首先,通过仿真模型计算出系统在不同粘度值下的泄漏量,然后确定了不同液压油粘度对气门开启时间、气门关闭时间和气门最大升程三个参数的影响。最后,对提高液压气门系统正时和升程精确度作了可行性研究,提出PID和滑模控制两种控制器。结果表明:针对液压油粘度值过大对气门造成的迟滞现象,采用设计的PID控制器能对气门正时进行调整,调整后的气门开启时刻误差最大只有CA,关闭时刻误差最大只有CA,能够实现气门正时的精确可调。针对气门升程不足的问题,采用设计的滑模控制器,相应地调整针阀杆的流通系数改变蓄能器的压力和管路流量,能有效地减小气门升程实际值与参考值的误差,在发动机转速1500 1 500 r min-??范围运转时,气门升程控制精确度提高了5.8%?11.2%。总之,设计的控制器能够有效地减少油温变化等其他外部干扰对系统带来的影响。
【关键词】：液压气门系统 热分析 气门升程 滑模控制 台架试验
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.134
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-19
• 1.2.1 可变气门系统12-16
• 1.2.2 液压系统的热分析16-18
• 1.2.3 新型液压可变气门系统的热分析18-19
• 1.3 课题主要研究内容19-21
• 第2章 基于AMESim的VVA液压系统建模21-35
• 2.1 热力学理论21-22
• 2.1.1 热传导21
• 2.1.2 热对流21-22
• 2.1.3 热辐射22
• 2.2 仿真软件介绍22-24
• 2.2.1 AMESim软件介绍22-23
• 2.2.2 AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真技术23-24
• 2.3 VVA液压系统24-26
• 2.3.1 系统的构成24-25
• 2.3.2 系统的工作原理25-26
• 2.4 VVA液压系统热模型的建立26-31
• 2.4.1 部件材料及油液属性26-27
• 2.4.2 管路热力学建模及分析27-28
• 2.4.3 油箱模型的建立28-29
• 2.4.4 液压缸模型的建立29
• 2.4.5 蓄能器模型的建立29-30
• 2.4.6 VVA液压系统模型建立及热特性仿真30-31
• 2.5 液压系统热特性台架试验31-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第3章 VVA液压系统油温参数影响分析35-42
• 3.1 VVA液压系统热平衡的计算35-37
• 3.1.1 产热功率计算35-36
• 3.1.2 散热功率分析36
• 3.1.3 热平衡温度的计算36-37
• 3.2 发动机转速对油温的影响37-38
• 3.3 油箱体积对油温的影响38-39
• 3.4 管路对油温的影响39-40
• 3.4.1 管路直径对油温的影响39
• 3.4.2 管路材质对油温的影响39-40
• 3.5 环境温度对油温的影响40-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第4章 VVA液压系统气门工作精确度分析和控制算法研究42-58
• 4.1 液压油粘度对VVA液压系统的影响42-45
• 4.1.1 液压油粘度对系统泄露的影响42-44
• 4.1.2 液压油粘度对气门工作精确度的影响44-45
• 4.2 气门正时控制45-48
• 4.2.1 PID控制理论45-46
• 4.2.2 正时控制46-48
• 4.3 气门升程控制48-53
• 4.3.1 滑模控制理论48-49
• 4.3.2 系统平均模型49-52
• 4.3.3 滑模控制器的设计52-53
• 4.4 气门工作精确度可控性分析53-56
• 4.4.1 AMESim与Simulink联合仿真模型53-54
• 4.4.2 气门正时可控性分析54-55
• 4.4.3 气门升程可控性分析55-56
• 4.5 本章小结56-58
• 总结与展望58-60
• 总结58-59
• 展望59-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文64

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本文编号：570835