广本新雅阁发动机的i-VTEC系统(上)

广本新雅阁(2.4L)的i-VTEC系统是VTEC VTC组成的高智能化气门正时和气门升程电子控制装置,结构框架图如图1所示。VTEC系统可以控制发动机在低转速区域和高转速区域时的气门正时和气门升程;VTC系统能根据发动机负荷对气门相位进行连续控制(可变凸轮相位)。所谓i-VTEC系统就是融合了上述两项技术的新系统。通过VTEC对气门升程,VTC对气门重叠(进气门和排气门同时开启的状态)进行周密的智能化控制,从而使大功率、低油耗和低排放这三个具有不同要求的特性都同时得到提高。其排放达到了欧-Ⅲ标准。     

凸轮驱动式液压可变气门机构设计及运动特性

降低汽油机部分负荷泵气损失需要灵活的可变气门机构,凸轮驱动式液压可变气门具有较好的应用前景,但依然面临压力波动和气门落座速度难以控制等问题。本文中通过调节节流阀开度使0～4 800 r·min~(-1)的气门升程在0～8.2 mm范围内连续可变,仿真探究了活塞直径对压力波动和节流孔径对气门落座速度的影响,并据此确定了活塞直径和节流孔径,试验研究了液压油温度对气门运动特性和气门落座速度的影响规律。研究发现:适当增大活塞直径能降低系统工作压力并减小压缩波峰值,有利于降低压力波动,最终选取挺柱和气门活塞直径分别为17和14.5 mm,小于1.6 mm的节流孔径可使4 000 r·min~(-1)时的气门落座速度小于0.5 m·s~(-1)。转速不变,气门最大升程随节流阀开度的增大而逐渐降低;相同节流阀开度,转速越高气门最大升程越大,节流阀开度越大,不同转速时的最大升程差异也更大。节流阀全关,液压油温度对升程的影响很小;相同节流阀开度,随液压油温度升高,气门腔压力和气门最大升程逐渐降低。气门落座速度对液压油温度不敏感,不同温度的气门落座速度方差仅为4.9%。     

连续可变升程气门机构的试验研究

在专用试验台上测试了机械式连续可变升程气门机构(CVVL)运动特性,测量了多个凸轮轴转速下进气门的升程、加速度和凸轮轴转矩等随偏心控制轴转角的关系.试验结果显示,最大气门升程和加速度、凸轮轴平均转矩和进气门开启持续期均随控制轴转角增加而增大;凸轮轴平均转矩随凸轮轴转速的增加而逐渐减小,驱动凸轮轴损耗的功小.改变控制轴转角可以使气门最大升程在9.7mm以下连续调节.     

电液驱动可变气门机构性能试验及应用

基于电液驱动可变气门机构,设计了负气门重叠配气策略,并研究了其对汽油压缩着火(GCI)燃烧性能的影响。通过研究电磁阀输入信号对气门正时的影响,发现气门正时随电磁阀输入信号线性变化,在此基础上设计了负气门重叠控制策略。进一步地,在发动机着火状态下,验证气门升程曲线的可重复性,结果表明排气门升程波动比进气门略大,其最大波动幅值为0.2 mm,最大标准差为0.056 mm,重复性较好,满足使用要求。同时,随着气门开启持续期的减小,气门升程出现小幅降低。在上述基础上,研究了进、排气门正时对GCI燃烧性能的影响,其中排气门关闭时刻对内部EGR率的改变影响较大,对GCI燃烧性能的影响占主导作用。     

可变气门系统的研究与发展

根据对气门正时、气门升程、气门开启持续期及气门动作速度等参数进行调节的方式 ,对发动机各种可变气门系统进行了分类 ,介绍了不同系统的组成、工作原理及其特点。     

2008款奥迪A6L发动机无法启动

奥迪公司在2007年该款2.8L发动机上使用AVS（AudiValvelift System）系统。AVS是可变气门升程技术的缩写。采用该技术的发动机,每个气门可由两个不同几何形状的凸轮来驱动,两种不同参数的凸轮驱动气门,就实现了气门相位和升程的两级调节,以适合发动机不同工况的要求。AVS改善了进气,提高了发动机功率和效率。     

减压气门运行参数对燃烧制动的性能影响

利用GT-POWER软件建立某型号天然气发动机模型,研究减压气门的运行参数(减压气门相位、气门升程以及气门包角)在单因素和多因素条件下对发动机燃烧制动性能的影响。结果表明,点火时刻为上止点前130°时,在上止点前40°前燃烧基本结束;随着气门包角的增加,制动扭矩不断增加;减压气门升程越大,制动扭矩峰值越大,但是减压气门的最大升程受压缩间隙的限制。     

两段式可变升程技术对发动机性能影响研究

研究了两段式可变气门升程技术的基本原理、应用现状,建立GT-Power发动机仿真模型进行性能模拟,分析大、小气门升程下发动机泵气损失、燃烧改善及其与EGR配合使用等对于发动机燃油经济性的影响,并对连续式气门升程技术的工程应用提出了展望.     

让发动机呼吸更自由 主流发动机可变气门升程技术比较

首先要明确一点,发动机的动力表现主要取决于单位时间内气缸的进气量,就好像人体心血管功能的好坏与呼吸器官有着密不可分的关系一样。气门正时控制着气门开启的时间,而气门升程则控制的是气门开启的大小。从原理上看,气门正时调整的是发动机每次呼吸的时间,而气门升程调整的则是发动机每次呼吸张口的大小。尽管二者相辅相成,但气门升程技术对发动机的贡献更为直接。     

发动机可变气门升程技术浅析

可变气门升程技术能够实现在不同工况时为发动机匹配合适的气门升程,是改善发动机动力性能、提高燃油效率和减少有害排放的一种重要途径。介绍了可变气门升程技术的类型、实现途径及应用现状,分析了典型可变气门升程机构的结构及工作原理,并对其特点进行了比较。     

电液式可变气门系统的仿真与实验优化EI北大核心CSCD

利用AMESIM软件建立电液可变气门机构模型,以研究关键参数如电磁阀特性、液压缸直径、供油压力、油泵流量、蓄能器容积和进回油管直径等对气门升程特性的影响,结果表明,液压缸直径与进回油管直径存在最优值,分别为16和6mm。在此基础上建造了电液可变气门系统试验平台,对气门落座速度进行优化。结果表明,采用多脉冲信号控制使落座速度由1.43降至0.82m/s时,其所对应发动机转速由2 370降至1 497r/min,难以满足要求。利用单向节流阀进行节流可以使落座速度降至0.3m/s,但因回落过程一直存在节流损失,回落时间较长,与此对应发动机转速为1 130r/min。采用开关电磁阀与单向节流阀并联策略,可在有效降低落座速度的同时,缩短气门回落时间,在供油压力为15MPa,落座速度为0.3m/s条件下,该系统可满足柴油机2 500r/min工况的需求。     

INA创新凸轮切换系统

发动机开发的主要问题是降低油耗和CO₂排放,未来废气排放法规也要求进一步降低排放。目前虽然人们在电动汽车和燃料电池汽车开发上做了大量的工作,车辆内燃机仍然是重要的驱动源。内燃机的效率必须不断提高。发动机优化过程中非常重要的问题有:降低充气循环、充气循环的优化、残留废气量的影响、特别是在部分负载的情况下,在压缩行程和测量新鲜空气量开始时的温度控制。需要气门机构具有可变性,以实施这些策略。从纯配气相位调整和部分可变气门升程到全部可变气门升程,完     

增压直喷汽油机配气相位确定方法的研究

针对增压直喷汽油机的特点,设计了配气相位的目标要求及确定方法,对常用工况进行了热力学分析,设计了满足目标要求的气门升程曲线,结合怠速稳定性和气门与活塞运动干涉的研究,确定了配气机构安装相位。试验表明,该分析方法在怠速时可实现怠速转速波动率有效下降,且在各转速工况实现VVT相位变化最大,避免气门与活塞的运动干涉。     

利用计算机技术将凸轮型线转换为气门升程

配气相位,气门升程是发动机最关键的技术参数指标之一.利用计算机技术将凸轮型线转化为配气相位和气门升程,为设计和试验带来非常高的效率和准确率,同时也可求得试验无法获取的数据.     

进气参数对HCCI汽油机缸内残余废气分布的影响

在采用全可变气门机构的汽油HCCI试验机上,固定排气门升程和相位,选取了4组不同的进气门升程与相位组合,并应用Simpack软件对气体流动进行计算,同时还引入了残余废气的空间分布率和不均匀度的概念,分析了进气门相位和升程对缸内残余废气分布的影响。结果表明:改变进气门的开启定时和升程会对缸内残余废气的分布造成一定的影响,进气门开启定时对缸内残余废气不均匀度的影响比进气门开启升程对其的影响要大;进气门开启时刻越早,上止点附近残余废气不均匀度越小。     

缸内直喷汽油机进一步降低燃油消耗率的 低节流气门技术的评估和比较

阐述了1种采用气门技术降低燃油耗的方法,能够使汽油机效率等同于柴油机效率。通过全参数可变进气系统并结合宽广运行范围的凸轮相位器,相对提高了内燃机效率,而且该气门技术能够提供零气门升程,实现停缸功能。原型概念机试验结果显示了进气门早关、气门重叠和停缸的协同工作,以及不同工况下这种协同工作的局限性。论证了升功率超过105kW、平均有效压力为0.2MPa、空燃比λ=1.0工况下燃油消耗率少于300g/(kW·h)的可量产的2.0L中央直喷汽油机(GDI)的潜力。强制点火汽油机采用预混当量比燃烧,效率与柴油机效率相当,燃烧更为清洁,后处理过程更为简单、稳定。     

VVL耦合喷油策略对GDI汽油机混合气形成的影响

利用三维仿真软件Ansys Fluent建立了GDI汽油机的仿真计算模型,就变气门升程耦合不同喷油策略对缸内气流运动和混合气形成的影响进行了模拟计算。结果表明,与大气门升程工况相比,小气门升程工况的缸内湍流运动强度、燃油蒸发和湿壁情况以及点火时刻混合气质量都明显改善;在小气门升程工况,采用两段喷油会缩短油气混合时间,过度推迟二次喷油时刻会恶化混合气质量和燃油湿壁情况;在大气门升程工况,两段喷油会改善混合气均匀性,随着二次喷油时刻推迟,燃油蒸发量增加,湿壁情况加剧,混合气质量得到改善;小气门升程工况下采用二次喷油时刻为470°曲轴转角,前后两次喷油量比例为7∶3的两段喷油方案在燃油蒸发和湿壁以及点火时刻缸内混合气质量这几个方面的效果都很好,是最合理的方案。     

柴油机电控—液压气门系统试验研究

针对某型柴油机的配气系统,研制了一套电控—液压驱动可变气门系统,并在自主研发的柴油机电子—液压控制试验台上进行了试验研究,得出了部分结构参数与运行参数对系统动态性能的影响规律,确定了气门正时、气门开启持续期、气门升程等参数的调节途径,并对系统的稳定性、适应性及各参数的可控性进行了分析和研究。试验结果表明,该系统具有良好的稳定性,参数调节灵活,并能适应不同转速工况,尤其适用于中速柴油机。     

本田轿车可变气门控制系统的工作原理与检修

为了使发动机在高转速时能提供较大的功率,在低转速时又能产生足够的扭矩,现代轿车发动机广泛采用可变气门控制系统,他能根据发动机的运转状况而改变配气相位或气门升程。本田轿车可变气门控制系统能同时控制配气相位和气门升程。     

可变气门正时VVT

上期我们谈到“可变气门升程”，并非每间厂家都有技术跟进；但“可变气门正时”VVT则不同。由于技术难度较低，连自主品牌也有能力跟进，成为影响近十年引擎进步的最重要因素。