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。     

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.     

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。     

两级可变式气门升程系统试验研究

可变气门升程系统能在发动机处于不同转速及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动力性两者矛盾的核心技术之一。     

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。     

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。     

柴油机配气机构动力学特性的仿真与试验

通过理论计算和试验进行了柴油机配气机构运动学与动力学分析研究,基于多体系统动力学理论,对配气系统动态特性进行了仿真和评价,构建了配气机构动态测试系统,进行了多参数同步测量试验.仿真模拟与试验测量结果表明:气门升程曲线连续光滑,最大气门落座速度小于许用落座速度,但落座瞬间气门加速度波动幅值较大,高速时气门落座有反跳现象,...     

SAE‘96展上的新型零部件

1、电磁气门驱动系统 Aura公司的电磁气门驱动(EVA)系统能使汽车发动机具有可变的气门正时VVT。该系统操作转速高,功率消耗低,气门升程大,落座柔和,排气门在高废气压力时开启,并且气门落座压力不变。 2高性能点火线圈 Beru公司的高性能点火线圈是专为获取最大功率而设计的。此点火线圈质量仅265g,却能产生28kV的电压     

电磁驱动气门的动力学分析与缓冲结构研究

应用有限元方法,对自行研制的电磁驱动气门进行了动力学分析,得到了落座时气门产生的冲击应力,0.3m/s落座速度下,冲击应力峰值为51.63 MPa;分析了动质量、落座速度和气门侧偏角等参数对气门落座冲击的影响,其中气门侧偏角和落座速度对冲击应力影响显著。通过设计缓冲结构,气门冲击应力降低了50%,且落座速度越大,缓冲效果越明显;缓冲结构很好地抑制了气门的反跳,有利于降低气门精确控制的难度。     

机械式CVVL气门驱动机构的开发

基于某型汽油机开发了一种机械式连续可变气门升程(CVVL)机构.实验结果表明,该机构可实现气门升程在0.35～8.93mm之间连续调节,对应气门开启持续期104～250℃A,且机构运动稳定性好,没有气门升程曲线失真现象,机械损失优于原机气门驱动系统.     

柔性调节无凸轮配气机构设计与试验研究

设计了液压驱动柔性调节的无凸轮配气机构,分析了其工作原理和气门运动特性,试制了原理样机,通过对原理样机的试验研究获得了该配气机构的气门运动特性,提出了气门"软着落"方案,有效降低了气门落座冲击。该柔性调节配气机构可以实现气门提前角、气门开启持续时间(时面值)、气门迟闭角等参数的连续可变。将该柔性调节配气机构成功应用于液压自由活塞柴油机的排气门,试验效果良好。     

本田雅阁VTEC机构的检修

本田汽车公司于20世纪80年代推出的可变配气相位和气门升程电子控制(Variable ValveTiming and Valve Lift ElectronicControl,简称VTEC)机构,其配气相位和气门升程可随发动机转速和负荷的变化而自动调节,从而最大限度地改善发动机的性能,充分满足发动机高、低转速工况的需要,使发动机在高速范围工况时输出更大的功率。VTEC机构的组成VTEC机构主要由气门(每缸2进2排)、凸轮、摇臂、同步活塞A、同步活塞B、正时活塞以及正时板等组成。其中凸轮有3个,它们的线型不同。除了普通发动机具有的主凸轮和辅助凸轮外,还在它们之间增设了一个…     

什么是可变气门机构(VTEC)

可变气门机构是进气门升程及配气正时可变的气门机构,如图1所示.采用VTEC的发动机,其凸轮轴除原有控制进、排气门的一对凸轮外,还增加了一个较高升程的凸轮C.此外,由凸轮推动的摇臂被分成三部分:主、中间和副摇臂.三根摇臂内部有一根液压控制的活塞锁栓,ECM控制液压系统,推动活塞使三根摇臂锁成一体时,则由高升程的凸轮进行驱动,从而可改变气门的开启程度,如图2所示.低速时,主与副摇臂未与中间摇臂相连,但分别由A、B两凸轮驱动,在不同时间与升程下驱动,副凸轮B升程较小,故只能使进气门的开度较小.此时虽然中摇臂也随中间凸轮运动,但在低速状态下对气门开启不起任何作用.高速时,如图3中箭头所示,正时活塞由于液压作用而移动.因此,主、副与中间摇臂就被两个同步活塞贯穿,使三个摇臂连成一体一起移动.在此情况下,所有的摇臂均由C凸轮驱动,使气门开启和关闭,并改变气门正时和升程,使之适应发动机的高速工况.     

关键参数对电液可变气门升程规律影响的试验研究

基于自主研制的电液式可变气门系统研究了关键参数对气门升程曲线瞬时变化的影响,通过采用特征点来描述气门升程曲线的特征变化,为参数选取提供理论支撑。研究表明：进油相位对特征相位β_d和β_g的影响都存在临界值,且特征相位β_d和β_g随供油压力增大而提前;特征相位β_d不受泄油相位的影响,而泄油相位对特征相位β_g的影响存在拐点;特征相位β_d和β_g都随凸轮转速的增加而延迟。     

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。     

柴油机可变气门机构试验平台控制系统的设计

针对某船用柴油机可变气门机构试验平台设计了试验平台电子控制系统,具体设计分为控制单元、上位机、传感器和执行器四部分。根据系统需求选取了适合的传感器和执行器,并设计开发了电子控制系统的硬件电路及控制方法。结果表明:电子控制系统能够接收传感器信号,精确输出控制信号驱动电磁阀改变气门正时和升程,使得在凸轮额定转速186~425r/min范围内,气门关闭正时可变范围达到0°~70°曲轴转角,最大附加升程达到5mm;在凸轮最大转速550r/min下,附加升程亦能达到5mm,满足了试验要求。     

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。     

基于液压驱动气门的柴油机性能优化研究

在某柴油机上将传统凸轮驱动气门机构改进设计为液压驱动气门机构,利用仿真软件GT-Power建立液压驱动气门柴油机模型,分析进气滞后角、排气提前角和气门重叠角对柴油机动力性的影响,然后以扭矩最大为目标对配气正时进行联合仿真优化,最后对比两种内部EGR实现方法在不同负荷下的EGR率和对NOx排放量的改善效果。研究结果表明,在外特性下,液压驱动气门柴油机在中低转速时的动力性和经济性有了明显改善,扭矩比原机提高了5.6%,燃油消耗率降低了5.1%;但由于液压气门响应滞后,随着转速的升高,改善效果逐渐降低。在转速2 000r/min时,排气门晚关比排气门早关可以获得更大的EGR率,NOx排放量降幅也比排气门早关的大,在50%负荷时,NOx排放量降幅最大为23.8%。     

无凸轮轴电液配气机构性能试验

基于1105单缸柴油机,开发了无凸轮轴电液配气机构.介绍了该机构的工作原理并进行了机构性能台架试验;探索了无凸轮轴电液配气机构的气门升程、气门启闭速度和落座冲击的影响因素.试验表明,该系统对气门正时、气门开启持续期和气门升程等参数可以实时控制,达到了设计要求.指出了该机构目前存在的不足及拟采取的措施.     

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。