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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

采用磁场分割法进行的发动机电磁气门驱动(EVA)仿真计算

在对发动机电磁气门驱动(E1ectromagnetic Valve Actuation，简称EVA)进行的仿真计算中，采用磁场分割法建立了电磁铁磁路模型，并根据牛顿第二定律和电压平衡原理分别建立了EVA动力学模型和电路模型，编制了相应的计算程序。计算与试验对比基本符合的情况表明，所建模型反映了EVA的基本特征，整套仿真方法可行。     

电磁驱动气门机构系统模型

电磁驱动气门机构是汽车电子控制技术的前沿课题之一。本文针对电磁驱动气门机构的特点建立了包括电磁铁及其机械部分的系统模型，考虑到磁性材料的特性，采用通过测量数据来确定模型参数的策略，并利用该模型对自行设计的电磁驱动气门机构进行了仿真计算，得到了驱动电流和气门升程随时间变化的仿真结果，验证了该模型的正确性。     

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。     

电磁控制全可变气门系统及其仿真

电磁控制进排气门是一种新型的可变配气相位技术，在发动机上以电磁驱动气门比传统的凸轮驱动方式具有更大的优越性。本文所建立的电磁驱动气门升程仿真计算模型，为进一步研究电磁驱动气门机构，优化其各种系统参数，提供了方便有效的工具。     

发动机电磁气门驱动过渡过程闭环控制研究

由于难以采用传统的闭环控制方法控制发动机电磁气门驱动（EVA），在大量开环试验的基础上提出一个EVA过渡过程闭环控制的新方案，该方案由两个部分组成：运动过程控制和落座控制。运动过程控制能实现较小的落座速度，落座控制能保证落座的成功。在研制的EVA上进行的试验表明，采用这种控制方法能够得到小于0．2m／s的落座速度，但EVA连续动作时平均落座速度大于单次动作的落座速度。     

电控单体泵高速电磁阀电磁力关键影响因素

电控单体泵高速电磁阀电磁力决定了电磁阀的快速响应.利用Ansoft软件建立了高速电磁阀数值仿真模型,通过与试验数据对比得出电磁力最大偏差为9%,验证了仿真模型的准确性.应用仿真模型研究了铁芯、励磁线圈、衔铁、工作气隙和驱动电流等参数的变化对电磁力的影响,得出了励磁线圈匝数、工作气隙、驱动电流和衔铁厚度是电磁力的主要影响因素.应用试验设计的方法,进行了相关性分析,得出各种因素和电磁力之间的相关系数.结果表明,不但参数的单因素和电磁力有相关性,参数交互作用因素和电磁力也有相关性.     

某4缸乘用车柴油机冷却水套的设计优化

介绍了长城汽车研发的一款高性能"2.0VGT"柴油发动机冷却水套的设计优化过程,该发动机在进行可靠性试验过程中发现缸盖第1缸鼻梁区存在裂纹,导致冷却水渗入燃烧室发生失火。经过CFD模拟分析,采用优化垫片水孔结构,调整水孔上水量,得到优化后方案整体压力场,局部速度、对流传热系数、温度场的分布等均比优化前有明显改善。特别是优化后方案提高了缸盖第1缸鼻梁区(排气道与喷油器之间水路)冷却水的流速,避免了鼻梁区由于热负荷较大而导致的结构断裂问题。     

缸盖的多模型建模及其CAD/CAM/CAE集成技术研究

建立统一的产品定义模型,是实现ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ集成的关键,在分析了传统的缸盖开发技术的基础上,提出了一种统一的产品模型定义技术即多模型技术,并利用这一技术对缸盖进行了建模,给出了缸盖的多模型三维实体结构和缸盖开发全过程基于多模型技术的ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ集成方案。利用论中的技术,新产品从概念设计到市场只需１０个月的时间。     

高速柴油机气阀组件振动监测诊断技术试验研究

介绍了利用气缸盖表面振动信号对高速柴油机气阀组件等故障进行的振动监测诊断试验研究。分析了引起缸盖振动的激励源特征;对单缸熄火和气阀组件等故障进行了模拟试验;对不同故障状态的气缸盖表面振动信号进行了测量分析,提取用于故障诊断的特征参数,建立了不同类型及不同程度故障与特征参数间的相互关系。     

Hydropower harvesting from a small scale reciprocating system

Conventional hydropower systems that can take advantage of low head movement of water require substantial flow rates. However, these systems cannot harvest hydro energy from small sources of water with low head and low discharge, such as streams and creeks. The reciprocating hydropower system discussed in this paper can harvest power from such low flow discharge and low head sources. This paper presents a detailed proof-of-concept study of the hydropower model, including the underlining theoretical principles. Laboratory test results demonstrating the dependence of the lift force in the reciprocating small scale hydropower model as a function of flow velocity, size and rotational speed of the cylinder and comparison of the results with a previous study are also included. Two methods of power harvesting from the output displacement obtained from the hydropower system are discussed. The first employs electromagnetic induction principles and the other is based on a linear inertial generator using a conventional second order spring mass damper system. Finally, results from a finite element analysis of the hydropower system are presented and facilitate future design of the structural aspects of the housing for the reciprocating cylinder.