基于整车经济性的两级可变气门升程技术研究

以整车NEDC循环为标准,对比NEDC循环中的工况点油耗量的权重,优化高油耗率工况点,能够更直接地降低整车循环油耗.本文基于NEDC循环中高油耗权重的发动机工况点,研究采用两段式可变气门升程技术对NEDC循环综合油耗的影响,并分析说明使用小升程气门曲线能够降低油耗率的原理.结果显示,此款发动机使用两段式可变气门升程能够有效降低NEDC循环油耗约2.5％.     

汽油机连续可变气门升程技术分析与研究

随着油耗法规的逐步严格,国家对于汽车节能减排的要求不断提升,追求汽油内燃机更高的热效率是行业内技术开发的主要方向,连续可变气门升程技术是解决方案之一.连续可变气门升程可以满足汽油机外特性高功率需求,又可以实现汽油机小负荷低油耗的目标.阐述了电液式UniAir、电机械式Valvetronic汽油机连续可变气门升程技术路线...     

发动机可变气门升程技术概述

可变气门升程技术能在发动机不同转速、不同负荷时匹配合适的气门升程,是解决发动机燃油经济性和排放性二者矛盾的核心技术之一.文章以有关汽车公司推出的典型产品为例,对当前具有代表性的发动机可变气门升程技术的结构、工作原理进行简介,并对它们的性能特点进行比较.     

可变气门相异升程4气门汽油机稳态流动特性

4气门汽油机在双进气门全开的情况下只存在滚流,当关闭其中一个气门后会得到较强的涡流,但流通能力比双进气门全开差.提出可变进气门相异升程概念,研制了可变进气门相异升程凸轮轴.使汽油机在双气门全开的过程中不仅存在滚流,而且在流通能力基本不变情况下得到较强涡流,综合表现出斜轴涡流特性,并可通过调整进气凸轮相异角实时改变两个进气门的升程差,满足汽油机不同工况对缸内大尺度气体运动的不同需求.试验表明:在不同相异角、相同凸轮轴转角下,流通系数变化不大;相同凸轮轴转角下,涡流比、滚流比和无因次斜轴涡流比随着相异角的增加而增大,斜轴涡流倾角随着相异角增加而减小;进气过程中产生两次方向相反的涡流和斜轴涡流.     

可变气门升程技术现状及发展趋势

介绍了发动机可变气门升程技术的意义及分类,对周内外可变气门升程技术现状进行阐述,分析了典型可变气门升程机构的结构、工作原理及优缺点,最后对可变气门升程技术的发展趋势进行展望。     

全可变液压气门运动特性及其泵气损失

一种全可变液压气门机构(FHVVS)可实现气门最大升程、开启持续角和配气相位的连续可变.通过分析实测气门升程,发现FHVVS机构的进气门开启过程可分为凸轮驱动段、液压控制段和落座节流段.在液压控制段中气门开启不受凸轮型线的控制,使进气门的运行速度和加速度明显提高.与传统配气凸轮机构相比,在气门开启持续角相同时,FHVVS系统的气门开启角面值明显提高,且转速越低角面值提高幅度越大.试验表明:点燃式发动机采用FHVVS控制负荷,大幅度缩短了进气门开启时间,并在较短的进气门开启持续期内,提供了较大的气门开启角面值,使小负荷工况的泵气损失得到大幅度降低,尤其在小负荷、低转速时的改善幅度更为明显.     

可变气门升程对4气门直喷汽油机缸内气流运动特性的影响

在一台光学可视化4气门直喷汽油机上,利用粒子图像测速(PIV)测试系统对不同最大气门升程(Maximum Valve Lift,MVL)下缸内流场的变化规律进行试验研究,并通过循环分析法对不同的曲轴转角下涡流比以及高、低频湍动能等参数进行分析.结果表明,MVL为1.7mm在距离上止点不同的测量面上,流动都以大尺度逆时针...     

全可变液压气门机构对汽油机泵气损失及机械效率的影响

设计一种全可变液压气门机构(fully hydraulic variable valve system,FHVVS),实现气门最大升程、开启持续角和配气相位的连续可变,通过进气门早关方式取代传统节气门来控制发动机的负荷。试验结果表明:与传统节气门汽油机相比,无节气门汽油机可以显著降低中小负荷工况下的平均泵气损失压力,大幅度降低泵气损失、提高机械效率。在小于等于50%负荷工况点,发动机转速为2000 r/min时无节气门汽油机的机械效率可以提高3. 6%～10. 2%,3000 r/min时机械效率可以提高2. 8%～7. 1%。     

可变气门升程下汽油机缸内气体流动特性的研究

在一台4气门可视化光学发动机上,研究了可变气门升程下缸内气体流动特性.研究结果表明:发动机采用不同气门升程,在不同转速下,数值模拟的缸内流场分布与采用激光粒子图像技术测试而获得气流速度场结果吻合良好.发动机在采用最大气门升程为1.7 mm的低气门升程型线下可以产生较强的湍流,尤其在进气行程,其湍流强度是发动机采用最大气门升程为6.8 mm大气门升程曲线时的两倍.进气初期气门阀座处气流速度最高,且随气门升程的降低和转速的提高,气门阀座处气流的速度都有大幅上升;最大气门升程为1.7 mm,发动机转速为960 r/min时,气门阀座处最大速度达到了140 m/s.在低气门升程下,压缩终了的湍动能最大值较高,且湍动能分布更加均匀.     

连续可变气门升程机构的动力学仿真与试验

针对连续可变气门升程机构(CVVL)进行动力学仿真,分析了零件接触力、气门升程、气门落座速度和液压挺柱受力等。将仿真气门升程与测试气门升程进行对比,差值在±0.03mm以内,说明仿真模型较接近实际情况。CVVL机构通过了600小时6000r/min可靠性试验,零部件无异常磨损,气门无飞脱、反跳等现象。     

可变进气门升程对汽油机泵气损失的控制及对燃烧过程的影响

为了降低汽油机部分负荷泵气损失,改善燃油经济性,在自主开发的进排气门升程和相位全可变的4VVAS(4 variable valve actuation system)单缸汽油机上开展了可变进气门升程控制负荷的试验研究,研究了进气门升程对进气量和负荷的控制作用以及进气门升程控制对泵气损失以及燃烧过程的影响,比较分析了采用可变进气门升程对汽油机性能的影响.研究结果表明.保持节气门全开,通过采用进气门升程调整的负荷控制方式,与节气门控制负荷方式相比,部分负荷的泵气损失可以降低20%～30%,指示燃油消耗率降低3%～12%,中低转速下机械损失也有所降低.但是燃烧过程持续期会变长,影响了燃油经济性的进一步改善.     

一种机械式CVVL机构及其动力学性能分析

针对某量产汽油机设计了一款机械式连续可变气门升程(CVVL)机构,介绍了该CVVL机构的结构及原理,进行了动力学仿真计算,分析了其运动特性及主要零件的受力状况,结果表明:控制轴转角在10~140°间调节时,该机构气门升程为0.12~7.88 mm,开启持续期相应在80~247°曲轴转角(CA)间变化。控制轴转角140°时,全转速范围内的气门落座速率<0.60 m/s;零件间接触紧密,未发生飞脱;最大气门升程随转速上升而上升,并在5000 r/min时形成拐点。     

电喷汽油机可变进气和配气系统的设计

以某一电喷汽油发动机为研究对象，利用现代先进技术——可变进气歧管结构和可变气门定时，提出优化方案，对其进行结构设计，利用BOOST模拟计算软件，建立可变的进气和配气系统模型，分析影响进气充量的各种因素，并通过实验进行验证。     

基于排气VVT的直喷汽油发动机性能试验研究

在一台自然吸气直喷汽油发动机上进行运行工况内的进、排气可变气门正时(VVT)相位扫点试验,根据不同排气VVT相位下的发动机动力性和燃油经济性,结合进气流量、最高燃烧温度、指示热效率和泵气损失等因素,分析了发动机性能变化的原因。研究结果表明,外特性工况排气VVT推迟15°曲轴转角时,进气量增加,动力性提高;继续推迟排气VVT相位,泵气损失增加,动力性降低。在转速低于2 400r/min的中、高负荷区域,开启排气VVT使得指示热效率增大,泵气损失减少,发动机油耗降低;在排气VVT相位大于-15°曲轴转角、转速高于2 800r/min的中、高负荷区域,发动机经济性变差。     

面向控制的连续可变凸轮相位调节系统建模

建立了汽油机连续可变凸轮相位(CVCP)调节系统的Hammerstein模型,其中相位器的动态线性模型基于力矩平衡方程和动态流量连续性方程建立,机油控制阀(OCV)的静态非线性模型根据压力-流量特性图建立,并利用Matlab/Simulink工具构建面向控制的图形化模型。在可变气门正时(VVT)系统试验台上进行不同机油温度下的开环控制试验,利用不同幅值和方向的相位角阶跃响应测量数据对模型进行检验。结果表明,所有试验条件下模型拟合度高于98%,均方根误差小于±1°。     

宝马全可变电子气门控制系统探讨

详细介绍了宝马全可变气门控制系统的结构、工作原理及其特点。该系统包括Valvetronic机构和VANOS机构，能够在一定的范围内连续调节气门的正时与升程，实现发动机的无节气门负荷调节，降低了发动机的泵气损失，改善了发动机的性能。     

变配气正时对HCCI燃烧的影响研究

试验研究了变进排气正时对缸内早喷柴油均质充量压燃燃烧(HCCI)的影响。柴油在排气上止点附近喷入缸内,研究改变进排气门负重叠期对HCCI燃烧放热率、排放及综合性能的影响。试验研究结果表明,增大气门负重叠期,有利于早喷燃油的快速蒸发和均质混合气的形成,有利于减少柴油湿壁,但是容易使燃烧相位提前,易于产生爆振。增加气门负重叠期,HCCI燃烧的运行范围向低工况扩展,但是中高负荷受到限制。在HCCI燃烧可运行范围内,有害排放产物和指示油耗均下降。     

凸轮驱动式全可变液压气门系统仿真与试验研究

提出了一种凸轮驱动式发动机全可变液压气门系统(fully hydraulic variable valve system,FHVVS),搭建了AMESim仿真计算模型,探究了泄油起始时刻、终止时刻和节流面积等因素对气门运动规律的影响,优选了FHVVS柱塞控油装置泄油节流方案.在此基础上研制了某6缸柴油机的全可变液压气门...     

全可变气门机构运动学的仿真分析

分析了BMW的N52发动机可变升程气门机构的机械结构原理,然后对机构进行运动学方程推导,得出气门升程与凸轮转角、偏心轮转角之间的数学关系,编制了发动机全可变气门升程运动学计算程序,可以用来计算全可变气门机构的运动学问题,为以后进行动力学计算作准备。