摘要：基于節(jié)能減排的需求,將某柴油機(jī)開發(fā)為120kW活塞式大排量氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。提出了一種全新的運(yùn)用高壓氣閥、換氣閥及排氣閥三氣閥配氣型式的結(jié)構(gòu),以配合四沖程氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程。為了平衡零件溫度并盡量減少壓縮負(fù)功,配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)成為氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的核心。換氣及排氣采用了凸輪驅(qū)動(dòng)形式,運(yùn)用AVL Excite Timing Drive建立了配氣機(jī)構(gòu)分析模型,并進(jìn)行了凸輪型線設(shè)計(jì)。高壓氣閥考慮到密封、氣量調(diào)節(jié)及驅(qū)動(dòng)力等因素后,采用了同心三層旋轉(zhuǎn)與擺動(dòng)相結(jié)合、利用錐面密封的氣閥結(jié)構(gòu)方案。對(duì)三氣閥的合理匹配進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化,找出了合適的配氣相位。仿真及臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果表明:利用傳統(tǒng)柴油機(jī)設(shè)計(jì)改造,可快速成功地改型為氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),所設(shè)計(jì)的三氣閥配氣機(jī)構(gòu)可靠性高。三氣閥氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求,最高能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到55%,從而驗(yàn)證了本研究方案的可行性和有效性。