发动机电磁气门驱动过渡过程的闭环控制

以一个发动机电磁气门驱动(EVA)装置为对象,采用试验方法研究EVA过渡过程。根据EVA的过渡过程工作特点,把过渡过程分为远程、近程两段分别予以控制。远程采用PI控制,控制目标是在远程结束时励磁线圈达到某一电流;近程则采用跟踪位移理想曲线的方法,使落座速度降低。通过试验确定了远程阶段的目标电流和PI控制参数、近程阶段的理想位移曲线和控制点数目,使单次上下行过渡过程落座速度分别达到了0．22m/s和0．10 m/s,实现了EVA连续动作且可使EVA动作适应转速变化。     

发动机电磁气门驱动的精确线性化控制

电磁气门驱动(Electromagnetic Valve Actuation,EVA)是一项可变气门技术,具有很大的潜在技术优势。目前EVA还没有得到实用化,主要难点是控制气门软着陆。EVA是一个非线性系统,气门落座速度控制通常采用的方法是在落座平衡点附近将EVA模型进行泰勒展开,然后使用比较成熟的线性方法控制。双电磁气门驱动EVA将采用精确线性化方法变换成一个全局的线性模型,然后使用LQR线性方法进行控制。其结果是:初始化平均落座速度为0.08 m/s,单次过渡过程平均速度为0.05 m/s。分析可能影响控制效果的诸因素,结果表明:双气门控制中进排气门子系统之间基本上没有干扰,选择合适的控制开始时间可以得到理想的落座速度,但系统参数和传感器测试信号的准确性对控制有较大的影响。     

采用传统闭环方法控制电磁气门驱动的可行性分析

以研究电磁气门驱动（EVA）气门落座软着陆控制为目的,依据EVA装置,建立EVA的数学模型并将其线性化,在此基础上对采用传统闭环控制方法的可行性进行了分析,得出结论：用于仿真的模型与实际情况有差别,难以用于评估控制策略;在小气隙下EVA系统可控性较差,且非常不稳定,采用传统的闭环方法控制电磁气门驱动不具有可行性。     

发动机电磁气门驱动动态特性试验研究

在电磁气门驱动(EVA)研究中，设计制作了EVA动态特性试验装置和测试系统，对所研制的EVA进行了初始化试验和往复运动试验。试验结果表明，所设计的EVA能够按照其工作原理和控制系统的要求运动，但在开环控制的条件下，不可能实现软着陆，因此EVA必须采用闭环控制系统。     

全可变液压气门机构的气门运动特性

通过对全可变液压气门机构的气门升程和液压压力的试验测量,研究了全可变液压气门机构的气门运动特性.采用流通面积随气门升程可变的节流孔控制气门落座速度,分析了节流孔形状、最小节流面积和节流面积变化率等对气门落座过程的影响;采用单向阀通道降低液压系统内的液压流体的压力波动,保证了气门的平稳开启.通过对多种工况下气门落座速度的分析,得出气门最大升程对气门落座速度有重要影响,而发动机转速对气门落座速度的影响相对较小的结论.试验结果表明,通过合理匹配有关结构参数,全可变液压气门机构可实现气门平稳开启和平稳落座.     

汽车发动机电磁气门驱动设计与试验

为研究电磁气门驱动（Electromagnetic Valve Actuation,EVA）的气门软着陆控制,研制了装在一个每缸四气门汽油机缸盖上的能够驱动一对进、排气门的EVA装置。EVA设计中确定了电磁铁尺寸、材料,在总体装配关系中主要考虑铁芯定位、速度传感器和位移传感器布置、EVA与缸盖联结等。此外,采用试验和仿真方法对进、排气门EVA进行了电磁力和磁链分析。     

气门落座座圈接触动力学研究

针对气门落座的接触动力学问题,设计气门落座冲击试验,根据试验测得气门运动数据,分析气门与座圈之间动态接触力、相对滑移距离。结果表明气门落座是一个非线性接触的过程,在气门碰撞到座圈的时候,气门落座冲击力最大,并且随着气门落座速度的增大,气门与座圈的碰撞接触时间缩短,能量消耗加剧。     

发动机电磁气门驱动(EVA)机构的设计及试验

为给电磁气门驱动(Electromagnetic Valve Actuation,EVA)气门软着陆研究提供适用的平台和探索电磁气门驱动小型化设计,研制了一个装在每缸4气门汽油机缸盖上的EVA装置。采用电磁驱动的传统设计方法与CAE相结合,确定了电磁铁结构、尺寸和线圈参数,其中铁芯由E型硅钢片堆叠而成。EVA装置的总体装配关系中主要考虑了铁芯固定、衔铁运动限位、EVA与缸盖联结等。此外在EVA中布置了电磁铁磁链测量线圈、励磁线圈温度测量电阻。报告了EVA设计过程及初步的仿真和试验结果。     

气门落座接触刚度试验方法研究

为分析气门实际落座过程中的刚度问题,用气门落座接触试验,分别测量气门静态接触刚度、模拟气门落座碰撞过程动态刚度和实际配气机构工作过程中动态刚度。试验结果表明气门落座过程是一个非线性过程,气门与座圈接触刚度不是定常值,而是随落座速度增大而增大。     

发动机气门落座阻尼研究

在发动机配气机构中,以往气门落座过程中定阻尼的动力学模型落座速度计算结果与试验结果差别较大。为此,我们设计气门模拟落座碰撞过程,计算分析气门落座过程内、外阻尼。计算结果表明,落座过程是一个非线性随机过程,且落座阻尼并非定值;振动周期和落座速度没有明显关系,但气门落座外阻尼随落座速度增大而增大,且在落座过程中,气门外阻尼要比内阻尼大;而且在气门落座过程,主要的能量靠外阻尼耗散,为配气机构动力学计算提供了良好的参考。     

电磁气门驱动设计及其电磁铁静吸力特性试验

根据双弹簧、双电磁铁的电磁气门驱动 (Electromagnetic Valve Actuation,EVA)原理 ,设计制作了用于探索性试验研究的 EVA装置及其电磁铁静吸力特性试验系统 ,测量了电磁铁的静吸力特性。试验结果表明 :1)电磁铁的电磁力达到了设计点的要求 ;2 )在 EVA动态试验中应考虑 3个问题 ,即 :在初始化过程后期线圈逐渐减小电流、保持阶段保证电磁力大于弹簧力以及过渡过程后期线圈所通电流随气隙而变化。     

基于热-机耦合仿真的柴油机气门与座圈接触面滑移分析

基于有限元研究气门与气门座圈在热-机耦合作用下的滑移情况,分析气门落座力、缸内爆发压力、气门锥角以及气门和座圈的密封宽度对气门和座圈密封面上节点滑移量的影响。结果表明,气门和座圈密封面上节点的平均滑移量随着气门锥角、爆压、气门落座力的增大而增大,随着密封宽度的增加而减小。为减小气门和座圈的磨损,应尽可能减小气门的落座力,对气门锥角和密封宽度等进行优化设计。     

发动机电磁气门驱动中的电磁铁特性分析

发动机电磁气门驱动系统(EVA)是机械、电磁耦合的复杂系统。以所研制的EVA装置为例,采用仿真计算和实测相结合的方法,对EVA电磁铁的电感、磁链和铁磁材料的磁化状态进行了研究。结果表明,EVA工作时电磁铁基本上处于铁磁材料磁化曲线线性区,因此在仿真建模时可将电磁铁磁链、电感按磁化曲线线性区处理。     

针阀运动对断油阶段空化和倒吸的影响

基于流体体积函数(volume of fluid,VOF)模型和动态重叠网格技术对柴油机喷油嘴断油过程中燃油流动特性进行了三维动态模拟。并通过可视化试验对透明喷嘴断油前后的流动进行了试验研究,着重分析了针阀运动对空化和倒吸的影响,其数值模拟与试验一致。结果表明:在针阀落座过程中,喷孔先于压力室发生空化现象,但二者最大空化量表现为压力室大于喷孔;通过对空化和倒吸进行量化分析证实空化溃灭后导致喷嘴内的压力降低是引起空气倒吸的原因;同时对3种不同针阀落座速度喷嘴内的空化和倒吸展开研究,结果显示3种喷嘴压力室内的空化量随针阀运动速度增大而增大,而喷孔内空化量基本相等;最后,通过理论推导得出了反映断油过程中喷嘴内空化的新空化数,解释了喷嘴内产生空化的机理,及针阀运动对喷嘴内空化和倒吸影响的原因。