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.     

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。     

液压驱动全可变气门机构的运动特性

为改善高速工况下全可变气门正时机构性能,以某液压驱动全可变气门机构为例,采用ADINA软件对气门机构的气门运动规律及液压系统内压力波动进行计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)仿真分析,并结合K157型发动机进行试验研究对比。结果表明：通过调节泄油相位角,气门正时机构仿真模型可实现配气相位、气门升程全可变;泄油相位角对气门运动规律影响较大,曲轴转速对气门运动规律的影响较小;液压系统压力波动大过严重影响机构的可靠性;基于理论分析,可从减小运动组件质量、采用直流道、增加气门弹簧的设计刚度及预紧力等方面,提高气门机构性能。     

HCCI/SI双模式汽油机全可变气门控制的研究

全可变气门技术是目前汽油机上实现均质充量压缩燃烧(HCCI)及HCCI与火花点火(SI)燃烧模式之间过渡最为切实有效的技术途径之一。为了进行HCCI的研究,开发了一套进气门升程、进气门相位、排气门升程和排气门相位等4个参数均可独立自由控制的全可变气门机构控制系统。在介绍了其运动机构、系统构成等方面后,提出了全可变气门自适应PID控制策略,并研究了在不同的发动机运行参数(包括转速、油压和油温)的控制特性,提出了在此控制特性下发动机负荷控制策略及其HCCI/SI模式过渡控制策略。     

全可变气门机构技术现状的分析与研究

全可变气门机构能实现发动机配气定时和气门升程的连续可变,是可变气门技术的发展趋势。本文主要分析了全可变气门技术的优越性,论述了当前应用全可变气门技术的典型机构,最后介绍了一种新型全可变液压气门机构。通过实验证明这种液压气门机构可通过改变泄油初始相位角实现进气门最大升程和进气迟闭角的连续可变。     

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%。     

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.     

全可变气门机构中的液压压力波动现象

液压压力波动决定了全可变液压气门机构的最高允许转速.当发动机转速达到或超过该最高允许转速时,液压系统内压力波动将加剧,最低压力波谷值将会达到或低于低压系统的压力值.在此情况下,液压油将不能及时得到排泄,气门运动规律已失去有效控制,气门机构对进气量也失去调节作用.通过研究发现,降低气门机构运动件质量,提高液压气门机构的刚度,减小液压系统内的节流作用,合理设计配气凸轮型线,能够有效降低气门机构中液压压力波动.试验结果表明,经过改进设计后,全可变液压气门机构中的压力波动明显降低,最高允许转速已达5,600,r/min.     

一种新型机械式全可变气门正时机构

介绍了一种纯机械式的连续可变气门驱动机构.该机构通过对一对摆杆摆动的角度和初始位置的控制,构成一个变速摆系统,并实现气门的持续开启时间的连续可调,且同时保持气门升程不变.此技术称作机械式FVVT(全可变气门正时)技术.     

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...     

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.     

二甲醚燃料均质压燃燃烧研究

在一台压缩比为16.5的2135柴油机上实现了纯二甲醚(DME)的均质充量压缩燃烧(HCCI)燃烧方式。试验结果表明,DME的HCCI燃烧模式不但可以实现无烟燃烧,还可以有效控制发动机NOx排放,使其接近于0。在试验负荷范围内,CO排放随负荷增加而降低;HC的排放随负荷变化不大。对DME的HCCI燃烧机理等进行的研究表明,由于纯DME的着火比较早(上止点前28°CA左右),发动机只能在中低负荷较小范围内运行。为了扩展发动机运行工况,控制HCCI着火,通过在DME中添加LPG以降低燃料十六烷值的方法和在进气中加入惰性气体CO2的方法来改进和控制HCCI的燃烧。试验表明以上两种方法都可以有效的控制HCCI燃烧,拓展HCCI发动机运转范围。     

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。     

基于可变气门定时策略的HCCI汽油机试验研究

在电控气口喷射四冲程单缸试验机上,利用特殊设计的小包角配气凸轮,通过负气门重叠角实现了由内部残余废气控制的汽油HCCI燃烧,详细研究了气门定时参数对HCCI燃烧的影响.结果表明,就进排气门定时比较而言,排气门关闭时刻对内部EGR率和负荷的影响更大,而进气门开启时刻对HCCI燃烧的影响相对较小.在进排气门相位对称条件下,随着气门重叠负角的减小,最大压力升高率增加,着火时刻提前,负荷也增大.随着转速的增加,内部EGR率增加,排气温度升高,着火时刻也提前.通过调整气门定时,在不需要进气加热的条件下,可在转速880～4 000 r/min,负荷0.25～0.75 MPa（pIMEP）的范围实现HCCI燃烧.     

汽油HCCI发动机燃烧相位及瞬态过程的控制

由于HCCI燃烧受化学动力学控制,燃烧相位控制一直是HCCI面临的挑战之一.通过缸内直喷方式,可以灵活控制HCCI燃烧相位.研究表明,在HCCI失火界限,在负气门重叠期喷入燃油,能够实现燃油重整,通过调整不同的负气门重叠喷油量,可以控制燃烧相位;在HCCI爆震界限,负气门重叠期的喷油会导致燃烧粗暴,NOx排放大量上升,而在压缩行程喷入燃油形成分层混合气,能够有效地控制燃烧相位,且不引起排放的恶化.通过负气门重叠喷油形成的组分控制和压缩行程喷油形成的浓度控制相结合,能够在整个HCCI运行范围内有效地控制燃烧相位.通过考察燃烧相位调整的瞬态过程,发现通过缸内直喷技术,能够在一个发动机循环内实现燃烧相位的调整,控制灵活,响应迅速.