401_某增压直喷汽油机配气机构的设计优化_德来特_吴丰凯等
MTBE丁烯1装置工艺技术规程
MTBE丁烯1装置工艺技术规程1 装置简要说明 (1)1.1 概况 (1)1.2 术语、符号、代号 (2)1.3 要紧工艺技术特点 (4)1.4 要紧设计指标 (6)2 工艺过程简述及工艺原则流程图 (8)2.1 MTBE单元工艺描述 (8)2.2 丁烯-1单元工艺描述 (12)3 要紧工艺指标(以现行工艺卡片为准) (14)4 要紧动力指标 (15)4.1 公用工程设计消耗一览表 (15)4.2 公用工程介质规格 (15)5 产品、中间产品 (18)5.1 MTBE产品性质 (18)5.2 丁烯-1产品性质 (18)5.3 产品、中间产品设计构成及指标 (19)5.4 副产品 (20)6 要紧原料及化工原材料质量指标 (21)6.1 要紧原料 (21)6.2 化工原材料 (22)7 装置开、停工方案 (23)7.1 装置开工方案 (23)7.2 装置停工方案 (23)8 事故处理 (50)8.1 事故处理的原则 (50)8.2 紧急停工 (50)8.3 事故处理 (51)9 仪表操纵方案及要紧仪表性能 (57)9.1 仪表操纵方案 (57)9.2 装置联锁 (59)9.3 操纵阀一览表 (60)10 要紧设备一览表及要紧设计参数 (64)10.1 塔器类 (64)10.2 反应器类 (65)10.3 容器类 (66)10.4 换热设备类 (68)10.5 泵类 (71)10.6 其他设备类 (73)1 装置简要说明1.1 概况中国石化股份有限公司武汉分公司8/3万吨/年MTBE/丁烯-1装置是80万吨/年乙烯及其配套工程中的一部分，本装置使用来自乙烯裂解装置的裂解液化气经丁二烯抽提后作为原料，生产MTBE与丁烯-1产品。
甲基叔丁基醚(MTBE)产品由于其辛烷值很高，因此是生产无铅、含氧与高辛烷值汽油的理想组分。
丁烯-1产品是乙烯重要的共聚单体。
随着乙烯产量的不断增长，对丁烯-1的需求量也越来越大。
增压直喷汽油机扫气抑制爆震试验研究及模拟解析
增压直喷汽油机扫气抑制爆震试验研究及模拟解析王志;徐雅齐;王建昕;肖建华【期刊名称】《内燃机工程》【年(卷),期】2013(034)004【摘要】针对增压缸内直喷汽油机(GDI)高负荷爆震问题进行研究,利用可变气门正时控制发动机扫气过程,在稀燃条件下分别对不同节气门开度和负荷的情况进行了不同VVT角度的试验.试验结果表明:扫气可抑制爆震并能提高发动机的低速扭矩；同时,基于一维热力循环模型的模拟解析发现,扫气主要通过降低缸内残余废气系数和降低进气门关闭时缸内气体温度实现抑制爆震；通过提高发动机的进气充量和抑制爆震后增大点火提前角来提高发动机的低速扭矩.【总页数】5页(P13-17)【作者】王志;徐雅齐;王建昕;肖建华【作者单位】清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TK411【相关文献】1.利用扫气抑制增压直喷汽油机“超爆”的研究 [J], 贾志超;朱航;张扬军;王伟;杨万里2.利用二次喷射抑制增压直喷汽油机超级爆震的试验研究 [J], 张健;虞坚;滕勤3.基于LIVC和双VVT技术的增压直喷汽油机抑制爆震试验研究 [J], 高永兴;张玉银;许敏;苏建业;孔令逊;李铁4.利用扫气抑制增压直喷汽油机爆震的试验研究 [J], 李正伟;张志福;王孟轲;周重光;王志;王建昕5.增压直喷汽油机超级爆震发生机理以及爆震抑制的试验研究 [J], 苗瑞刚;曾小春;曹黎明;景国玺因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
增压中冷柴油机润滑系统优化设计
（ ａｕｔ ｏ ｒｎｐｒ ｔｎＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｋ ｎ ｉｇ ｎ ｅｓｙ ｆ ｃ ｎｅａｄＴｃｎｌ ｙＫ ｎ ｉ ｕ ｎ ５２４ Ｃ ｉａ Ｆｃｌ Ｔａｓｏ ａｏ ｎｉ ｅ ｎ ， ｕｍ ｎ ｉ ｒ ｔ ｏ ｉ ｃ ｅｈ ｏ ｇ ， ｕｍ ｎ Ｙ ｎ ａ ６０２ ，ｈｎ ） ｙｆ ｔｉ ｎ ｉ Ｕ ｖ ｉ Ｓ ｅ ｎ ｏ ｇ ｎ
仿真模型 ，对润滑系统的流动特性进行仿真分析 ，试验结果 与仿 真结 果基本一致 ，验证 了仿 真模型的准确性。研究表 明：该柴油机润滑系统机油泵供 给充足 ，关键摩擦副的流量 、压力满足要求 ，最小油膜厚度 明显高于许可值。在满足关
键摩擦副润滑要求的前提下 ，优化 了活塞冷却喷嘴尺寸和机油泵流量特性 ，解决了活塞冷却 喷嘴冷却过度的不足 。
ｉ ｇ ｏ ｉｔｎ ｃ ｏｉ ｏ ｚｅ ． ｎ ｆｐ ｓｏ ｏ ｌ ｎｇｎ ｚｌｓ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｕ ｂ ｃ ａｇ ｄ ｉ ｔｒｃ ｏｉ ｇ ｄｅ ｅ ｎ ｉｅ；ｕ ｒｃ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ； ｉ ｆ ｗ； ｉ ｐ ｅ ｓ ｒ ｙ ｒ ｓｔ ｒ ｏ ｈ ｒ ｅ ｎ ｅ— ｏ ｌｎ ｉｓｌｅ ｇｎ ｌ ｂ ａｉ ｙ ｔｍ ｏｌ ｌ ｉ ｏ ｏ ｏｌ ｒ ｓｕ ｅ
柴油机润滑系统具有润滑 、冷却 、密封 、防锈及
度发动机润 滑系统设计 的需要 。基于数 值模拟的 网络
清洗等功能 ，对柴油机 的经济性 、可靠性及排 放都有
法则 将润滑系统的各个部件描述为独立的流动阻力 系 统 ，按 照润滑系统的结构 、组成模拟 网络 ，并在摩擦
ｓｍｕ ａｉｎ ｍｏ ｅ ｆｔ ｅｌ ｂ ｃ ｔｏ ｙ ｔｍ ｆｔ ｅ ｄ ｅｅ ｎ ｉ ｅｗａ ｕ ｌ ａ ｄ ｔ ｅｆｏ ｃ ａａ ｔｒｓｉｓｏ ｈ ｕ ｒｃ ｔｏ ｙ － ｉ ｌｔｏ ｄ ｌｏ ｈ ｕ ｒ ａｉｎ ｓ ｓｅ ｏ ｉｓ ｌｅ ｇｎ ｓｂ ｉｔ ｎ ｈ ｗ ｈ ｒｃｅ ｔｃ ｆｔ ｅｌ ｂ ａｉｎ ｓ ｓ ｉ ｈ ｌ ｉ ｉ ｔｍ ｒ ｔ ｄ ｅ ． ｉ ｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｒ ｄ ｎ ｉａ ｔ ｅ ｔ ｅ ｕ ． ｅ ｓｕ ｙ ｉ ｄｃ ｔｓｔ ａ ｈ ｕ ｆｌ ｂ ｃ ｔｏ ｙ ｔｍ ｅ ｗｅｅ ｓｕ ｉｄ Ｓ ｍｕ ａｉｎ ｒ ｓ ｌｓｗｅ ｅｉ ｅ ｔ ｌｗｉ ｔｓ ｓ ｈｓ Ｔ ｔ ｄ ｎ ｉ ａｅ ｈ ｔｔｅ ｐ ｍｐ ｏ ｒ ａｉｎ ｓ ｓｅ ｃ ｈ ｒ ｈ ｕｉ ｓ ｐ ｌｅ ｕ ｃｅ ｔ ． ｅｏｌｆ ｗ ｎ ｒｓ ｕ ｅ ｏ ｈ ｅ ｒｃ ｉｎ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓｉ ｉｓ ｌｅ ｇｎ ｅ ｈ ｅ ｕ ｒｍｅ ｔ ． ｅ ｕ ｐ ｉｓｓ ｆ ｉｎｌ Ｔｈ ｉ ｌ ｉ ｙ ｏ ａ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｆｔ ｅ ｋ ｙ ｆｉｔ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎ ｄｅ ｅ ｎ ｉ ｅ ｍｅ ｔｔｅ ｒｑ ｉｅ ｎ ｓ Ｔｈ ｏ ｍｉ ｉ ｍ ｉ ｆｌ ｔ ｉｋ ｅ ｓｏ ｅ ｒｎ ｓ ｉ ｉｈ ｒｔ ａ ｅ ｏ ｎｍｕ ｏｌｉ ｍ ｈ ｃ ｎ ｓ ｆｂ ａ ｇ ｓ ｈ ｇ ｅ ｈ ｎ ｒｃ ｍｍｅ ｄ ｄ ｖ ｌ ｅ Ｉ ｈ ｒ ｍｉｅ ｏ ｅｉ ｇ ｔ ｅ ｌ ｂ ｃ ｔｏ ｅ ｉ ｎ ｅ ａｕ ． ｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｆｍｅ ｔｎ ｈ ｕ ｒ ａｉｎ ｒ — ｉ ｑ ｉｅ ｎｓ ｏ ｅ ｒｃｉｎ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｔ ｅ ｐｓｏ ｏ ｌ ｇ ｎ ｚｌｓａ ｄｏｌｐ ｍｐ ｗａ ｐｉ ｚ ｄ ｔ ｅ ｏｖ ｈ ｘ ｅ ｓｖ ｏ ｌ ｕ ｒｍｅ ｔ ｆｋ ｙ ｆｉｔｏ ｏ ｏ ｅ ｔ ，ｈ ｉｔｎ ｃ ｏｉ ｏ ｚｅ ｉ ｕ ｓｏ ｔｍｉｅ ｏ ｒｓ ｌｅ ｔｅ ｅ ｃ ｓｉｅ ｃ ｏ— ｎ ｎ
涡轮增压柴油机MPC增压系统优化设计
ＭＰ Ｃ增压 系统 又称 组合 脉 冲转换 系统 ， 在每 它 个气 缸排 气 口上安 装 一个 脉 冲转 换 器 ， 合 任 意 缸 适 数 的增 压 。排气 的高速气 流对 邻近 气缸 只会 产生一 定 的引射作 用 而不会 产生 不利 的干 扰 。在排 气总 管 中， 合气 流 以接近定 压 的状态 进入 涡轮 ， 而提 高 混 从
转 速 范 围 内燃 油 消耗 的最 优 化 。从 涡轮 前 排 气压 力 波 形 可 以 看 出 ， 计 的 ＭＰ 增 压 系 统 改 善 了 １缸 和 ２缸 之 间 设 Ｃ
的 排 气干 涉 。
关 键 词 ： 压 柴 油 机 ；组 合 式 脉 冲 转 换 ； 验 设 计 ； 化 增 试 优
动 ， 以涡 轮增压 发 动机 的增压 效果 ， 了依赖 涡轮 所 除
增 压 器 的 良好 设 计 以 外 ， 很 大 程 度 上 还 取 决 于 发 在
气脉 冲能 量 ， 能保持 较 高的涡轮 效率 ， 又 兼有 脉冲增
压和定 压增 压 的优 点 。此 外 ， 射 的效 果 还 能抵 消 引 高速气 流 的流动 阻力损 失口 ］ 。 ＭＰ Ｃ增 压 系统是 集成 了热力 学 、 体力 学 和机 流 械的复 杂 系统 ， 此 在 进行 ＭＰ 因 Ｃ增 压 系统 建 模 之 前 ， 要对 计 算 模 型 进 行 必 要 的简 化 。传 统 ＭＰ 需 Ｃ 增 压 系统常 用 的建 模方 法有 定压 法和压力 损失 系数 法 。定 压法不 能预 测夹 角对气 体 流动及发 动机性 能
中 图 分 类 号 ：Ｕ４ ４ ６ 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ ２ ２ ２ １ ） ２０ １ － ５ ０ 卜２ ２ （ ０ ０ ０ — ０ １０
4105QB柴油机配气机构的机理分析及优化设计
它 与 气 门之
气 门的运 动规律 和 发动机 的配 气相 位
收 稿 日期
：
。
配 气机 13
雌 蝮
动机 配 气 的精度 排放水平 等
一
囝
，
影 响 到 发 动 机 的动 力 性 能
。
、
燃 油 消耗 和
系列 经 济技术 指标
5 原 4 1 0 5 QB 型 柴 油 机 外 特 性
，
影 响可 靠性
析
，
耐 久 性 的 因 素 十分 复 杂
因而 对 配 气 凸 轮及 机 构 的综合优
多
化研 究非常重 要
口]
。
数样 机 凸 轮 型 线 设 计 采 用 的 是 高 次 方 型 线
一
。
进 气 门下 降段
以 往 的设 计 方 法 是 凭 经 验 提 出
个 设 计方 案
，
，
然后 进
，
缓 冲 段 升 程 为 0 2 14 m
，
，
建立 了 可 行 的气 门数学 模 型
。
多元 影 响 因 素
凸轮型线
；
采用 非线性 规划 法
对 配 气 凸 轮 型 线 及 摇 臂 机 构提 出 了新 的优 化 设 计 措 施
摇 臂 结 构 ； 优 化设 计
：
中图分 类号
：
Tk4 2 3 4
．
文 献标识 码
A
文章编号
：
10 0 9
-
9492
(2 0 0 8 )
，
造 成 气 门在 工 作 段 落 座
，
由于 落座 力 大
，
端
，
机 械 设 计 中使 用 的 优 化 设 计 方 法 很 多
利用扫气抑制增压直喷汽油机爆震的试验研究
（ ．清 华 大 学汽 车安 全 与 节 能 国家 重 点 实验 室 ，北 京 １０ ８ ； １ ０ ０ ４
２ ．奇 瑞 汽 车 工程 研 究 院 ，安 徽 芜湖 ２ １ ０ ） ４ ０ ９
摘 要 ： 过 台 架试 验 研 究 了扫 气 对 增 压 汽 油 机 爆 震 的 抑 制 效 果 。在 转 速 为 １８ ０ｒｍｉ， 矩 分 别 为 １ ０ ２ ０ 通 ０ ／ ｎ 扭 ５ ，０ ，
气 “ 气” 扫 。而进 气道 喷 射增压 汽 油机是 在 进气 道或 进 气歧 管 内 喷 油 ， 入 缸 内 的是 燃 油 混 合 气 ， 果 进 如 “ 气” 扫 则会 导致 混合 气溢 出气 缸造 成未 燃碳 氢排 放
和燃 油 经济性 不 佳 。
图 １ 汽 油 机 台 架 系 统
第 ４期 （ 总第 １ ５ ） ９期
２１ ０ １年 ８月
车
用
发
动
机
Ｎｏ ４ Ｓ ｒ ｌＮｏ １ ５ ． （ｅｉ ． ９ ） ａ
Ａ ｕｇ ２０１ ． １
ＶＥ Ｈ Ｉ ＣＬＥ ＥＮ Ｇ Ｉ ＮＥ
・
性 能研 究 ・
利 用 扫 气 抑 制 增 压 直 喷 汽 油 机 爆 震 的 试 验 研 究
本研 究 所 用 的试 验 台架 主要 包 括 测 功机 、 内 缸 直喷 汽油 机及 电控 系统 三 部 分 ， 中测 功 机 为 电涡 其 流测 功机 。试 验 台架布 置见 图 １ 。
除 缸 内残余 废气 ， 降低 缸 内温 度 ， 达到抑 制爆 震 的效
果 。缸 内直 喷 汽油 机 可 以 灵 活控 制 喷 油 时 刻 ， 全 完 可 以在 排气 门关 闭 之 后 喷 油 ， 而 能够 直 接 利 ０ １年第 ４ 期
？？KW四冲程汽油机活塞设计说明书(模板)
2.7 压缩比ε与燃烧室容积 V c 、总容积 V a
ε=?，则燃烧室容积 V c = , 气缸总容积 V a =?。 ?
3 热力学计算
3.1 作出 P-V 图
3.1.1 压缩过程
压缩过程开始时，活塞由下止点向上运动。压缩始点压力P a =(0.8～0.9)P o , P o 为大 气压，取P o =0.1Mpa,则P a =0.08～0.09Mpa,取P a =?。压缩过程多变指数n1=?，取n1=?,用公
机械工业出版社2005附表1理论pv图数据曲轴转曲轴转角体积压力曲轴转角曲轴转角体积压力11武汉理工大学汽车发动机设计课程设计说明书12radmlmparadmlmpa18031415182230085360628364286858185322851757500853656370653658399355619565365130753593375175750594360628364286133654094245182230593附表2实际pv图数据曲轴转曲轴转角体积实际压力曲轴转角曲轴转角体积实际压radmlmparadmlmpa64286008121512479653650120087653650081125666428601210017468589008171512479653650121502617392000817201256664286012附表3运动学数据曲轴转活塞位移活塞速度活塞加速活塞位移活塞速度活塞加速mmmmsmmmms1846384200840356594731105140204274356718351538293182376911013510081554537951801673715020427435718351531518258097979174657972015e111846384附表4曲轴转角气缸压力总气体绝对压力往复惯性力合力mpapjmpapmpa0081001935303449008100193508342700810019344533637150120023508338872001200235303410附表5曲轴转径向力侧压力连杆力单缸扭矩mpampampampa03733408007534298264210072832870146336716123471503693370007433908170172000003410000034100000
基于仿真的缸内直喷汽油机燃烧系统的开发与改进
关键词 ： 汽油 直接 喷射 ； 合气形 成 ； 混 浓度 分布 ； 流 ； 动能 滚 湍
Ｔｈ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｆＣｏ ｕ ｔ ｎ Ｓ ｓｅ ｅ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔａ ｄ Ｉ ｒｖ ｍｅ ｔｏ ｍｂ ｓｉ ｙ ｔｍ ｏ
ｉ ｎ ａ ＧＤＩ Ｅｎ ｉ ｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｓ ｍｕ ａ ｉ ｎ ｇｎ ｓ ｄ ｏ ｉ ｌｔｏ
汽
车
工
程
２１年（ ３ ０ １ 第 ３卷 ） １ 第 ０期
Ａｕｔｍｏｉ ｅＥｎ ｉ ｅｉ ｇ ｏ ｔｖ ｇｎｅ ｒｎ
２ １ ７１ ０１ ｌ
基 于仿 真 的缸 内直 喷汽 油 机燃 烧 系统 的开 发 与改 进
叶伊 苏 王伟 民 王兆 文 ， 帅韬 ， ， 一章
（ ．东风 汽 车公 司技 术 中心 ， 汉 ４ ０ ５ ； ２ １ 武 ３０８ ．华 中科 技 大 学 能 源与 动 力工 程 学 院 ， 武汉 ４ ０７ ３０ ４）
Ｙ ｅ Ｙｉｕ ｓ ．Ｗ ａ ｅｍ ｉ ｎｇ Ｗ ｉ ｎ ，Ｗ ａ ｇ Ｚｈ ｏ ｅ ’ ＆ Ｚｈａ ｈｕ ｉａ ｎ ａ ｗ ｎ ｒ ｒｔ ｎ ｕ ａ ４ ０ ５ ； ． ｅｈ ｉ ｌ ｎ ｒｆＤ ｎｆｎ ｏ ｏａｉ ，Ｗ ｈ ｎ ３０ ８ ｃ Ｃ ｅｏ ｐ ｏ
广泛应 用在 Ｇ Ｉ Ｄ 汽油机燃 烧 系统开 发 中。
刖 舌
１ Ｇ Ｉ 油机 的燃 烧 系统 Ｄ 汽
［ 摘要 ］ 以某款采用均质混合气燃烧模式 的缸 内直喷汽油机燃烧 系统 的开发为例 ， 介绍 了 Ｃ Ｄ技术 在喷雾模 Ｆ
拟 中的 应 用 。首 先 对 喷 油 器 的 喷雾 模 型 进 行 试 验 标 定 ， 后 将 标 定 好 的模 型 应 用 到缸 内 瞬 态 流 动 和 喷 雾 仿 真 中 。 然 对 最 大转 矩 点 （ ０ ｒｒ ｎ 和 额定 功 率 点 （ ０ ｒｍｎ 两 种 工 况 下 的 缸 内 流场 、 合气 形 成 过 程 和 点 火 时 刻 的 浓 度 １ ０／ ｉ） ８ ａ ５５０／ ｉ） 混 分 布进 行 详 细 分 析 ， 提 出 了改 进 建议 。最 后 对 改 进 方 案进 行 模 拟 ， 果 显示 混 合 气 形 成 质 量 明 显 改善 。 并 结 ‘
基于AVL-BOOST软件的天然气发动机配气系统优化设计
基于AVL-BOOST软件的天然气发动机配气系统优化设计张冬忠;吴学易;刘煜;高扬
【期刊名称】《机械制造》
【年(卷),期】2016(054)006
【摘要】针对由12缸柴油机改进的天然气发动机排气温度较高的问题,基于AVL-BOOST软件建立天然气发动机整机模型,对进排气门配气相位进行研究,提出一种优化配气相位的方案.仿真实验表明,与原方法相比,该方案降低发动机排气温度20℃,稳定了发动机的动力性能,达到预期效果.
【总页数】4页(P20-22,46)
【作者】张冬忠;吴学易;刘煜;高扬
【作者单位】长安大学汽车学院西安710064;长安大学汽车学院西安710064;长安大学汽车学院西安710064;长安大学汽车学院西安710064
【正文语种】中文
【中图分类】TH183;TK413.4
【相关文献】
1.浅谈基于AVL-BOOST软件的发动机开发过程 [J], 姚红飞;
2.应用AVL-BOOST软件优化发动机气门型线参数 [J], 王东荣;杨陈;沈源;由毅;赵福全
3.基于AVL-BOOST的天然气发动机性能优化仿真 [J], 施祥;潘军如
4.浅谈基于AVL-BOOST软件的发动机开发过程 [J], 姚红飞
5.基于AVL-Boost软件下发动机进气歧管的设计 [J], 黄昊旻;宋景
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MTBE丁烯-1装置工艺技术规程
MTBE丁烯-1装置工艺技术规程目录1 装置简要阐明错误!未定义书签。
1.1 概况错误!未定义书签。
1.2 术语、符号、代号错误!未定义书签。
1.3 主要工艺技术特点错误!未定义书签。
1.4 主要设计指标错误!未定义书签。
2 工艺过程简述及工艺原则流程图错误!未定义书签。
2.1 MTBE单元工艺描述错误!未定义书签。
2.2 丁烯-1单元工艺描述错误!未定义书签。
3 主要工艺指标(以现行工艺卡片为准) 错误!未定义书签。
4 主要动力指标错误!未定义书签。
4.1 公用工程设计消耗一览表错误!未定义书签。
4.2 公用工程介质规格错误!未定义书签。
5 产品、中间产品错误!未定义书签。
5.1 MTBE产品性质错误!未定义书签。
5.2 丁烯-1产品性质错误!未定义书签。
5.3 产品、中间产品设计构成及指标错误!未定义书签。
5.4 副产品错误!未定义书签。
6 主要原料及化工原材料质量指标错误!未定义书签。
6.1 主要原料错误!未定义书签。
6.2 化工原材料错误!未定义书签。
7 装置开、停工方案错误!未定义书签。
7.1 装置动工方案错误!未定义书签。
7.2 装置停工方案错误!未定义书签。
8 事故处理错误!未定义书签。
8.1 事故处理旳原则错误!未定义书签。
8.2 紧急停工错误!未定义书签。
8.3 事故处理错误!未定义书签。
9 仪表控制方案及主要仪表性能错误!未定义书签。
9.1 仪表控制方案错误!未定义书签。
9.2 装置联锁错误!未定义书签。
9.3 控制阀一览表错误!未定义书签。
10 主要设备一览表及主要设计参数错误!未定义书签。
10.1 塔器类错误!未定义书签。
10.2 反应器类错误!未定义书签。
10.3 容器类错误!未定义书签。
10.4 换热设备类错误!未定义书签。
10.5 泵类错误!未定义书签。
10.6 其他设备类错误!未定义书签。
1 装置简要阐明1.1 概况中国石化股份有限企业武汉分企业8/3万吨/年MTBE/丁烯-1装置是80万吨/年乙烯及其配套工程中旳一部分, 本装置采用来自乙烯裂解装置旳裂解液化气经丁二烯抽提后作为原料, 生产MTBE和丁烯-1产品。
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某增压直喷汽油机配气机构的设计优化
吴丰凯、洪进
（宁波市鄞州德来特技术有限公司，浙江宁波 315100）
摘 要：本文采用仿真分析方法对某增压直喷汽油机的配气机构进行了设计优化，对该配气机
构的气门弹簧以及高压油泵凸轮相位进行了改进。根据计算分析对比结果，将原等节距气门
弹簧更改为一变节距气门弹簧同时实现该弹簧在发动机系列改款机型中也实现通用，并且基
于高压油泵的介入，对高压油泵凸轮的初始相位从驱动力矩、扭振角度以及链条拉力等方面
对比分析后进行了优化，选定某最佳相位角度。
关键词：配气机构；气门弹簧；高压油泵凸轮；优化
1. 引言
配气机构是内燃机重要系统部件之一，它控制着内燃机的换气过程，直接关系着发动机
运转的可靠性，对发动机性能起着决定性的影响。随着发动机性能和转速不断提高，配气机
构的各个零件载荷也不断增大[1]。由凸轮开始的运动，经过传动链传到气门，中间的运动过
程会发生很多的变化。尤其是近来国内增压直喷类发动机的涌现，对传统的配气机构提出了
不少的挑战。
气门弹簧的设计与配气机构及凸轮特性有密切联系。在凸轮所给的周期性干扰力矩作用
下，当弹簧的自振频率为凸轮轴转速的整数倍时，行将发生共振，共振严重时则出现所谓的
弹簧颤振现象，使弹簧有效弹力减小，弹簧钢丝截面上产生附加应力。
直喷类发动机通常都涉及到喷油装置高压油泵的布置，其一般由凸轮轴直接驱动。根据
高压油泵驱动轨迹要求，须在凸轮轴上布置一个油泵凸轮以满足要求，而该油泵凸轮的安装
位置则会给凸轮轴带来额外的附加驱动载荷，对凸轮轴的驱动力矩甚至整个配气机构产生比
较明显的影响。
本文针对上述气门弹簧和油泵凸轮设计两个配气机构的重点部件在发动机改款（该发动
机改款涵盖自然吸气、增压、增压直喷系列）过程中提出了改进方案，将原等节距弹簧改进
为变节距弹簧，利用仿真分析及对比的方法，提出了最优的油泵凸轮相位位置，从多个方面
验证了改进方案的可行性。
2．气门弹簧的改进
如图1所示为一通常的气门运动过程中的加速度变化曲线，可以将其分为4个阶段。第
一阶段，气门在凸轮作用下从静止开始开启，并加速运动，加速度方向与速度方向一致，惯
性力则相反，凸轮同时承受弹簧力合惯性力，气门速度达到最大值后开始减速。第二阶段，
加速度和气门运动方向相反，惯性力则与气门运动方向相同，起着使气门脱离凸轮的作用，
即所说的气门‘飞脱’现象会在此阶段产生，飞脱现象将使气门运动异常，是不允许发生的，
为避免气门飞脱，就要求此时的弹簧力必须超过惯性力。第三阶段，气门越过全开位置，气
门在弹簧力的作用下开始关闭，加速度和气门运动方向相同，惯性力则向着相反方向，与第
二阶段一致，同样力图使气门脱离凸轮控制。第四阶段，气门速度再次达到最大值后开始逐
渐降低，加速度与速度方向相反，惯性力将气门压向凸轮，和第一阶段一致[2]。
图1 气门运动加速度曲线
由上所述，弹簧力P在发动机任何转速工况下，均应大于气门机构的换算惯性力Pj，即：
P=k·Pj
该处k为大于1的安全系数，通称弹簧裕度。一般要求k值要大于1.2，对于带液力挺柱
的气门机构，该值更须取得足够大以保证液力挺柱的正常工作。但往往过大的k值会使气门
机构产生的负载增大，无谓的增加配气机构的功率损失，并且对气门的落座冲击会有影响。
对于该发动机，原先采用的是等节距大刚度的气门弹簧，虽然能够满足发动机的运行要
求，但存在很大的优化空间，基于以下四点考虑，采用了变节距弹簧：
1）由于重点须对第二、三阶段的弹簧力保证满足k值要求，所以可采用提高弹簧预紧力、
降低弹簧刚度的设计方法从整体整个过程来降低弹簧力从而降低配气的负载；
2）变节距弹簧自身所产生的交变应力幅相对等节距弹簧要低，并且变节距弹簧由于其本
身在工作过程中有效圈数的不断变化在避免共振方面的优势比等节距弹簧更突出，等节距弹
簧需要避开更高谐次的谐振频率；
3）采用变节距弹簧后，只须对弹簧本身及其安装位置做简单的变动，不涉及到整个配气
机构结构上的变动；
4）设计的新弹簧能够在该发动机系列（包括自然吸气型、增压型和增压直喷性）进行通
用化，不需要为某一改款机单独设计一弹簧，从而减轻零部件管理的负担。
下表1为该弹簧更改前后对比。
表1 弹簧更改前后对比
参数 原弹簧 新弹簧
簧丝直径d[mm] 3.4 3.2
弹簧外径Da[mm] 21.9 21.7
有效圈数na[-] 5.3 6.55-4.86
剪切模量G[N/mm2] 79500 79500
密度[kg/mm3] 7.85 7.85
自由长度L0[mm] 43 46.5
安装长度L1[mm] 38.5 38.5
弹簧刚度R[N/mm] 39.6 25.1-33.9
剪切应力幅T[N/mm2] 565 489
自振频率nE[1/min] 40824 30669-41351
自振频率和转速的比值[-] 12.56 9.43-12.72
压缩过程簧丝间最小间隙[mm] 0.275 0.153
3．高压油泵凸轮相位优化
图2 高压油泵安装图示
图2为高压油泵的安装位置图。高压油泵由一四角凸轮驱动，本文论及的高压油泵凸轮
相位即为四角凸轮的初始安装相位。由于高压油泵对油泵凸轮会产生负载，而气门弹簧同样
会对驱动摇臂的凸轮产生负载，如果由于油泵凸轮的初始相位选择不当，那么在运转过程中
将会使弹簧负载和油泵驱动负载相互叠加，增大凸轮轴承的负荷，对配气机构不利。
图3为油泵凸轮的相位相对于一缸凸轮桃尖的角度，分别选了66°、76°和90°三个角
度进行计算对比。图4为该三个角度的平面示意图。
图3 油泵凸轮相对于气门升程的相位 图4 油泵凸轮相位平面示意图
根据三种不同相位布置分别作了计算分析，以下为几个方面的对比：
1）驱动力矩；如图5所示为三种相位下的凸轮轴驱动力矩情况对比，从图中可看出，在
90°相位下驱动力矩最小；
图5 驱动力矩
2）扭振角度；如图6所示为三种相位下凸轮轴前端扭振角度的情况对比，从图中可看出，
在66°相位下扭振角度最小，尤其是在高速段；
图6 扭振角度
3）链条拉力；如图7所示为三种相位下的链条拉力的情况对比，从图中可以看出，链条
拉力同样在66°相位下峰值最小。
图7 链条拉力
综合这三大方面考虑，选择66°相位为最优方案。
4．结论
上述设计改进均通过EXCITE_TimingDrive进行计算对比评价，对整个配气机构的优化
起到了非常重要的作用。针对本文，
1）从气门弹簧的工作机理入手，重新设计了一变节距气门弹簧使之在某系列发动机上实
现通用化；
2）从驱动力矩、扭振角度以及链条拉力方面的综合对比分析，对油泵凸轮相位进行了设
计优化。
参考文献
[1] 杨连生等.内燃机设计.中国农业机械出版社，1981.
[2] 廖晓山等.汽车发动机配气机构.吉林人民出版社，1981.
[3] AVL EXCITE TimingDrive用户手册