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%。     

可变气门发动机凸轮轴及滚子摇臂失效分析

针对可变气门(Variable Valve Actuation,VVA)发动机开发过程中发生的凸轮轴及滚子摇臂(RockerRoller Arm,RRA)失效,描述了失效发生的背景,并借助CAE分析和先进检测技术对失效系统进行了研究。CAE分析结果显示:高升程凸轮与RRA的最大接触应力超过了设计安全值;低升程凸轮起主要作用时,发动机转速不能超过4 000 r/min。探伤和显微结构研究显示,凸轮轴存在裂纹,低升程凸轮硬度不够。     

四连杆连续可变气门驱动机构的结构设计和试验分析

提出了一种机械式四连杆连续可变气门驱动机构,并完成了结构布置设计和第二凸轮型线设计.针对该连续可变气门驱动(CVVA)机构样机进行了试制安装,并在试验台上成功地运转到7 200 r/min,通过对不同控制轴转角下的气门升程和加速度进行测量分析,结果表明该CVVA机构能达到预期的设计目标.     

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.     

稀薄燃烧汽油机及其电子控制

3.通过大幅度降低进气门升程控制涡流比 本田公司VTEC-E系统实际上是一种可变进气门电子控制系统,用于4气门稀薄燃烧汽油机,有一个主进气门和一个副进气门,见图5。主进气门的升程为8mm,不可变。副进气门可有两种气门升程:发动机低工况时,副进气门升程只有0.65mm,通过气门和气门座之     

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。     

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。     

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。     

具备相位可变功能的机械式连续可变气门机构的开发

已开发出可广泛应用于车用发动机的新型气门相位及升程/持续角连续可变机构。新机构可在发动机运行过程中同时、连续改变气门相位和升程,以及气门开启持续角。多体动力学模拟定向研究预测到在初始设计阶段没有预见的问题,在未经试验的情况下改善了该机构的性能。单缸机气缸盖上的原型机成功运转至发动机转速7 000 r/min,达到了目标发动机转速范围。介绍该新型机构的开发过程及设计方案。     

一种连续可变气门升程机构的动力学仿真

设计了一种连续可变气门升程（CVVL）机构,气门升程可在0～9．5 mm连续可变,为该CVVL机构设计计算了凸轮型线和中间摇臂型线。利用GT‐Power对该机构进行了动力学仿真,结果表明：在所有气门升程下,气门具有相同的开启、落座缓冲段,气门动力学性能良好;凸轮与滚轮接触应力偏大,分析了应力偏大的原因,并指出优化方向。     

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。     

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。     

气门相位对高膨胀比发动机性能影响的研究

在1台几何压缩比为12的双独立可变凸轮相位汽油机上,在转速1 500~5 500 r/min、全负荷工况下进行了不同进排气相位对发动机输出扭矩、燃油消耗率、爆震倾向影响的试验研究,分析了不同转速下进排气相位优化的规律以及对发动机性能的影响。试验结果表明,采用可变相位技术后,低速时扭矩提高超过8%,中高速时功率增长达10%~14.8%,转速在4 500 r/min以下燃油消耗率平均降低5%,在2 000 r/min时最低燃油消耗率达到250 g/(kW.h)。     

新型四冲程发动机液压可变配气机构的动态仿真与分析

提出一种新型的四冲程发动机液压可变配气机构。建立系统非线性数学模型,并分析配气机构的动态特性。仿真和试验结果表明,新的液压配气机构能实现可变气门正时及开度的控制,可适用于高转速发动机,具有一定的实用性。     

Modeling and simulation of a dual-mode electrohydraulic fully variable valve train for four-stroke engines

In modern four-stroke automotive engine technology, variable valve timing and lift control offer potential benefits for making a high-performance engine. In this paper, a novel design named dual-mode electrohydraulic fully variable valve train (EHFVVT) for both engine intake and exhaust valves is introduced. The system is mainly controlled by either proportional flow control valves or proportional pressure relief valves, and hence two different families of valve displacement patterns can be achieved. The construction of the mathematical model of the valve train system and its dynamic analysis are also presented in this paper. Experimental and simulation results show that the dual-mode electrohydraulic variable valve train can achieve fully variable valve timing and lift control, and has the potential to eliminate the traditional throttle valve in the gasoline engines. With the proposed system, the engine performance at various speeds and loads will be significantly improved.     

汽油机点火正时微处理机自适应控制系统的研究

本文介绍了一种利用微处理机自适应控制汽油机最佳点火正时的系统。该系统由一单板微处理机和一套全晶体管电子点火装置组成,反馈信号由汽油机转速传感器检取。汽油机稳定工况的台架试验和整车道路试验表明:用这种自适应控制点火系统与用机械分电器装置相比,汽油机的输出功率增大,油耗率下降,整车的动力性和燃油经济性得到提高。     

利用扫气抑制增压直喷汽油机爆震的试验研究

通过台架试验研究了扫气对增压汽油机爆震的抑制效果。在转速为1 800 r/min,扭矩分别为150,200,250 N.m工况下,分析了扫气对点火提前角、进气流量和涡轮前端温度的影响。研究了相同节气门开度不同配气相位情况下,利用扫气改善大负荷下扭矩的潜力。结果表明:随着负荷的增加,扫气效果逐渐增强,发动机的点火提前角并不随着负荷的增加而推后,只是在一定区域内波动,进气流量增加,涡轮前端温度先降低后增加;大负荷下利用可变气门技术形成的扫气可以有效提高充气效率和动力性;在1 800 r/min下,发动机扭矩可以提高50 N.m。     

喷油正时对电控共轨柴油机燃用LNG-柴油双燃料的影响

为了在电控共轨柴油机上应用LNG,将电控共轨柴油机改装为柴油引燃天然气双燃料发动机,研究了引燃柴油喷油正时对双燃料发动机性能与排放的影响。试验选取最大扭矩转速1 600r/min和标定转速2 500r/min,在不同油门开度工况下研究了双燃料发动机的功率、燃料消耗量、有效燃料消耗率和排放。试验结果表明:随喷油正时的提前,双燃料发动机的输出功率先增大后降低;有效燃料消耗率先降低后增大,并在最大功率正时处达到最低;HC,CO和炭烟排放降低,CO2排放升高;油门开度较小时的NOx排放降低,而油门开度较大时升高。     

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。     

一个船体分段运输车行走液压驱动控制系统原理分析

动力平板运输车是造船厂钢结构船体分段在工序之间转运的主要设备，介绍了动力平板运输车行走液压系统，分析了基于DA控制阀的恒功率调节液压伺服系统及电液比例阀液压控制变量马达的工作原理，阐述了车辆在不同工况下行驶时，整车调速控制、差速控制及差力控制的实现方法。