滑閥式壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)改裝實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、汽車作為一種交通工具極大地方便了人們的生活和工作，隨著汽車的不斷發(fā)展，汽車的數(shù)量在逐年遞增。大量的汽車為世界帶來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了諸如環(huán)境污染、能源危機(jī)以及溫室效應(yīng)等一系列問(wèn)題。為了改變這一狀況，世界各大汽車企業(yè)都開(kāi)始了新能源汽車的研究開(kāi)發(fā)，包括目前發(fā)展最快速的電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車，以及被汽車制造商稱為是未來(lái)汽車發(fā)展的最終目標(biāo)的燃料電池汽車等。而壓縮空氣作為一種清潔能源在許多室內(nèi)機(jī)床設(shè)備、小型手動(dòng)工具等方面應(yīng)用廣泛，但是作為汽車動(dòng)

2、力的發(fā)展卻稍顯遲緩，為此本課題研究了以壓縮空氣為動(dòng)力的新能源汽車。
　　傳統(tǒng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞式結(jié)構(gòu)已經(jīng)過(guò)了100多年歷史的檢驗(yàn)，課題首先確定了在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行一定的改動(dòng)就實(shí)現(xiàn)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的研究方案，這樣就可以減少許多工作量，研究工作的第一步就是先了解現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)，通過(guò)文獻(xiàn)資料分析內(nèi)燃機(jī)和氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之間可以利用的共同點(diǎn)以及完成設(shè)計(jì)的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。
　　經(jīng)過(guò)了前期的研究，最后確定了只需要在現(xiàn)有四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上增加一套配氣裝

3、置，再連接上儲(chǔ)氣罐就可以完成一臺(tái)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的改裝，本文設(shè)計(jì)了滑閥式的配氣裝置，該裝置可以通過(guò)一個(gè)通道實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣和排氣功能。壓縮空氣存儲(chǔ)在耐壓20MPa的鋼瓶中，壓縮空氣先通過(guò)減壓設(shè)備減壓，再通過(guò)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)入氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。改裝完成后經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明設(shè)計(jì)的配氣機(jī)構(gòu)可以使氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　為優(yōu)化壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，在改裝后的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行了詳細(xì)的臺(tái)架試驗(yàn)。
　　首先確定了改裝發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳進(jìn)氣提前角為上止點(diǎn)前10°CA，在

4、此基礎(chǔ)上進(jìn)行了滑閥式配氣機(jī)構(gòu)的配氣效果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，通過(guò)測(cè)試缸內(nèi)壓力曲線證明該配氣滑閥的配氣效果良好。為了研究氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況，不同配氣相位以及不同壓縮比時(shí)壓縮空氣的使用效率，提出一個(gè)評(píng)價(jià)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的新指標(biāo)—?dú)鈩?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)平均有效壓力和平均壓力的比值。采用鋼、鋁和尼龍三種材料制作相同尺寸的配氣滑塊進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明配氣滑塊的質(zhì)量，對(duì)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性有影響。對(duì)進(jìn)氣持續(xù)角為128°、143°和156°的尼龍材料配氣滑塊進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果