1、能源和環(huán)保是當(dāng)今世界發(fā)展的兩大主題。在世界各國(guó)積極開(kāi)發(fā)的替代燃料中，天然氣摻氫(HCNG)燃料是較理想的替代燃料之一。然而隨著壓縮比的提高，進(jìn)氣道噴射式火花點(diǎn)火HCNG發(fā)動(dòng)機(jī)易出現(xiàn)回火異常燃燒現(xiàn)象。配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)合理與否直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣性能，進(jìn)而影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)性能。本文通過(guò)優(yōu)化配氣機(jī)構(gòu)，合理選擇配氣相位并優(yōu)化凸輪型線，以解決高壓縮比HCNG發(fā)動(dòng)機(jī)的回火問(wèn)題。
　　本文通過(guò)應(yīng)用GT-VTRAIN

2、軟件，建立了本課題中HCNG發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)原機(jī)凸輪型線進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的計(jì)算與分析。在原機(jī)配氣凸輪仿真的基礎(chǔ)上，針對(duì)本文研究目的，重新設(shè)計(jì)了凸輪軸，優(yōu)化了配氣相位和凸輪型線;并利用AVL BOOST軟件建立了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)模型，對(duì)新型線的整機(jī)性能進(jìn)行了模擬計(jì)算，從中選取了一組能達(dá)到本文優(yōu)化目的的型線設(shè)計(jì)方案。
　　基于GT-VTRAIN軟件建立HCNG發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)原機(jī)凸輪型線進(jìn)

3、行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真，計(jì)算結(jié)果表明，原機(jī)配氣機(jī)構(gòu)在凸輪桃尖區(qū)域存在兩處異常突變點(diǎn)，尤其是排氣凸輪;原機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣門(mén)亦存在輕微反跳現(xiàn)象。
　　結(jié)合原機(jī)配氣凸輪的計(jì)算結(jié)果，針對(duì)本文凸輪型線的優(yōu)化目的，重新調(diào)整了配氣相位，并利用組合多項(xiàng)式函數(shù)重新設(shè)計(jì)了凸輪型線，得到氣門(mén)重疊角分別為10°CA、0°CA、-10°CA、-30°CA、-50°CA、-70°CA的六條凸輪型線;對(duì)優(yōu)化后的型線進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)校核，從氣門(mén)升程、速度

4、、加速度、躍度、凸輪與挺柱的接觸應(yīng)力和潤(rùn)滑效果、氣門(mén)落座時(shí)是否出現(xiàn)反跳、氣門(mén)彈簧是否出現(xiàn)并圈等多方面進(jìn)行了評(píng)估，計(jì)算結(jié)果表明，新型線并未出現(xiàn)凸輪飛脫、氣門(mén)反跳、氣門(mén)彈簧并圈、氣門(mén)與活塞相碰等現(xiàn)象。
　　利用AVL BOOST軟件建立HCNG發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)計(jì)算模型，對(duì)新型線的整機(jī)性能進(jìn)行了模擬，計(jì)算結(jié)果表明，隨著氣門(mén)重疊角的減小，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩減小，有效燃料消耗率上升;隨著壓縮比的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩增大，有效燃料消耗率降低;