电液式全可变气门机构

2009年底,Fiat公司已将首款电液式全可变气门机构投入批量生产Ⅲ。Schaeffler集团很早就已确认了对UniAir技术的拥有权,并作为该系统的开发合作伙伴及其核心成员,阐明了这种系统重要的设计步骤。该系统在其整个使用寿命期（每个电磁阀至少3．3亿次动作）内,即使在很低的温度下也要确保可靠的功能和绝对的精确度,这是一种巨大的挑战。     

Hyundai汽车公司连续可变气门升程汽油机的开发

开发了一种采用连续可变气门升程（CVVL）机构的汽油机。这一CVVL机构是韩国Hyundai汽车公司设计的，其特点是结构紧凑。CVVL汽油机的高度没有增加，因而可与基本型汽油机使用相同的车辆罩盖型线。基本型汽油机不采用CVVL技术，除气门系统外，其他发动机规格均相同。CVVL机构基于6杆机构设计，虽然在气门升程相同时，CVVL汽油机气门机构的摩擦高于基本型汽油机，但与Hyundai汽车公司生产的其他汽油机相比仍具有竞争力。与基本型汽油机相比，CVVL汽油机的燃油耗减少了5％以上，这主要得益于泵气损失和摩擦的减小。6杆机构具有较低的气门开启持续期一升程比，这对减小泵气损失有很大益处。新开发的CVVL机构拥有良好的动力学特性，并且气门升程曲线随发动机转速的变动最小，在标定转速相同的情况下，与基本型汽油机相比，CVVL汽油机的最大功率增加3％以上。CVVL汽油机在采用延迟点火冷起动之后的怠速运转很稳定，而延迟点火确保了催化剂快速加热。     

可变气门机构技术的发展与动向

可变气门机构现已几乎成为车用汽油机的标准配置，对提高发动机效率及降低发动机排放正在发挥较大的作用。介绍了可变气门机构的种类及结构，并较为详细地描述了可变气门机构的发展过程和采用的新技术，以及在不同时期对提高发动机性能所作出的贡献，也阐述了可变气门机构技术未来的发展动向。     

带有可变气门正时和升程的新一代V8发动机的开发

介绍了为Infiniti FX50车开发的新款5．0L V8发动机VK50VE。VK50VE发动机配备了能够对气门正时和升程进行连续控制的机构,即可变气门正时和升程（VVEL）机构,以及对进、排气凸轮轴都能控制的液力可变气门正时控制系统,即双可变气门正时控制（D—VTC）系统。与之前用于FX45车的VK45DE发动机相比,这款新型发动机能够在节气门全开时获得较高的动力性,同时提供更佳的燃油经济性。另外,通过VVEL和D-VTC优化气门正时,这款发动机的排放性能较之VK45DE也有所改善。介绍了VK50VE发动机的技术特点,以及新近为改善带有VVEL和D-VTC系统的废动机性能而开发的控制技术．     

连续可变气门升程汽油机的管理系统

连续可变气门升程汽油机可按发动机转速优化气门升程和凸轮相位,以减小泵气损失,改善燃油耗和提高最大扭矩。为低燃油耗高功率发动机开发了一种能兼顾驱动性和低排放的新型控制系统。通过选用主从控制的新颖吸入空气管理系统可达到较低的燃油耗和良好的驱动性。为控制怠速,设计了新的、具有协同控制的二自由度滑模算法的控制器。该控制器可改善怠速稳定性,实现较低的怠速转速。为减少冷起动工况下的排放,开发了I—P控制与滑模控制算法相结合的点火定时控制系统。这样可使发动机转速平稳地达到目标值并促进催化转化器的激活。为减小各气缸间空燃比不一致的影响,利用具有扩展乎d调制算法的滑模控制机理,设计了一种新的优化控制器。通过将此控制器用于二次氧反馈,可精确控制催化器后氧传感器的输出,改善催化转化效率。利用这些新技术,可同时实现低的排放和好的驱动性,而不影响连续可变气门升程发动机独特的低燃油耗和高输出的优势。     

采用全可变气门机构的BMW公司V8双涡轮增压直接喷射汽油机

2012年6月,BMW公司将采用双涡轮增压技术的新型V8汽油机推向市场,该发动机采用汽油缸内直接喷射、Valvetronic全可变气门机构和双涡轮增压等先进技术,其主要开发目标是明显降低燃油耗和适度提高功率,同时推出4．0L机型,并且与BMWM公司采用相同基础发动机的新型BMWM5直接喷射汽油机具有较高的零部件通用率。新型V8汽油机首次同时配装于BMW公司新型6系GranCoup6轿车、5系GranTurismo轿车,以及6系和改进版7系轿车。     

电机驱动可变气门正时系统的开发

为了满足低燃油耗、低排放和高性能的要求,新开发了一种电机驱动的可变气门正时（VVT—iE）系统。该系统最先用于丰田公司新款4．6L和5．0L的V8点燃式系列发动机进气机构。VVT—iE由连接到进气凸轮轴的凸轮相位调节机构和集成有智能驱动器的无刷电机组成。该电机驱动系统完全避免了液压带来的运行限制,降低了冷态碳氢化合物排放,也使燃油耗进一步降低。     

气门旋转机构在柴油机上的应用

柴油机的进排气主要由气门的开闭来完成,气门设计的好坏直接影响到柴油机性能.因气门工作环境恶劣,所以对气门优化设计尤为重要.在气门的结构组件中,增加气门旋转机构,使气门均匀受热,减少气门与气门阀座密封面的积炭和磨损,防止漏气、卡死等现象,可提高气门与气门阀座的寿命.     

多重链路连续可变气门动作和升程系统的研究

应用多重链路机构开发出一种新型可变气门动作和升程（VVEL）系统。该系统可在从极小动作角和升程到较大动作角和升程的宽广范围内连续改变气门的配气正时角和升程。这种能力具有改善燃油经济性、功率输出、排放和发动机其他性能参数的潜力。采用VVEL系统获得的气门升程特性包括多重链路机构的摆动运动特性和摆动凸轮轮廓。采用多重链路机构,摆动凸轮的角速度在气门升高期间发生变化,但气门升程特性包括缓慢倾斜上升区段和急剧升高区段2个部分,这与常规发动机相同。根据系统基本原理概念模型和样机系统验证的模拟仿真数据,描述了多重链路VVEL系统的机械特性和所获得的性能水平。     

新开发的三菱可变气门正时V6汽油机

介绍了一款三菱公司为北美市场开发的新型运动型多功能车（SUV）OUTLANDER用的新型V6汽油机。自2004年以来,该公司在全球共同关注高性能、低燃油耗、低排放、轻量小型的背景下,不断开展车用汽油机的研究,2004年5月开始销售用于欧洲版COLT车的4A9型4缸发动机（1．3L、1．5L）;2005年10月开始销售面向日本国内市场OUTLANDER车的4BI型4缸发动机（2．4L）;2006年1月销售用于“i”（三菱公司的紧凑型车）的382型3缸发动机（0．66L）,随后,由6B3型V6发动机（3L）完成了新一代发动机的型谱图。6B3型V6发动机与其他新发动机系列一样,采用了可变气门正时机构、铝制机体及树脂可变进气系统等技术,实现了顶级水平的最高功率和最大扭矩性能,同时与以往三菱公司推出的6G7型3LV6发动机相比,质量约减轻25kg,并使燃油耗改善约5％。还采用了高性能催化器,满足了“加利福尼亚低排放车辆法”中规定的特超低排放车限值。与应对零蒸发排放法规的技术相结合,在紧凑型SUV车中,首次获得了3L级发动机的准零排放车认证。     

大功率柴油机和气体机可变气门技术

针对大功率发动机和燃气机,为提高进气控制的灵活性ABB涡轮增压系统有限公司提出了一种新型可变气门正时系统.介绍了这种可变气门正时系统的设计、试验和市场应用潜力的预期.     

适用各种发动机设计的可变气门配气相位技术

现代汽油机借助可变气门配气相位技术可获得更大的扭矩和更高的功率,同时降低燃油耗,并减少有害物质排放。迄今为止,只有双顶置凸轮轴发动机才能在整个运行范围内展现出这些优点,并只有在这种情况下才有可能改变进、排气门重叠角。而今,Mahle公司采用新颖的可变凸轮相位技术,可使可变气门配气相应技术应用于所有的发动机结构设计。     

可变轨距转向架的开发

介绍了为可变轨距电动车组开发的A型和B型2种可变轨距转向架,阐述了这2种转向架的结构和轨距变换的具体实现过程.     

以具备多连杆机构的可变压缩比系统提高发动机性能的研究

介绍了一种应用多连杆机构的可变压缩比（VCR）系统的基本结构及其工作原理,并描述了该系统实现压缩比连续可变控制的特点与潜力,以及设计紧凑、低振动、低摩擦的VCR原型机的方法。另外,还着重研究了VCR系统应用于涡轮增压发动机时对发动机性能的影响,以及改善燃油经济性等多种应用效果。     

Accord插电式混合动力车用新型汽油机的开发

作为本田公司的下一代发动机系列,配装于Accord插电式混合动力车的新型2．0L汽油机具有燃油耗低和排放性能好的特点。采用可变气门正时及升程电子控制系统,具有2种特定凸轮（即功率凸轮和燃油经济性凸轮）。功率凸轮作用持续期短,用于大功率输出和发动机起动;燃油经济性凸轮作用持续期长,可通过延迟进气门关闭正时,获得阿特金森循环效应。还采用了冷却废气再循环（EGR）技术,并对控制系统进行了改进,实现了低燃油耗目标。首先,能确保EGR阀前后压差的新型控制系统改善了EGR流量的控制性能。其次,改进了扭矩控制,可以预测因点火延迟引起的发动机扭矩下降。驱动性和燃油经济性在极苛刻的条件下保持原有水平。最后,采用了基于大气压力改变运行点的控制技术,即使环境发生变化,仍可保持低油耗性能。开发了混合动力车用催化转化器的新型快速预热系统。在发动机起动阶段,通过改变电机运行来控制发动机负荷,这样可有效预热催化转化器,从而使尾气排放降低到能满足特超低排放车SULEV20标;住的水平。     

发动机气门与座圈强化磨损试验系统的开发与研制

介绍了一种自制的发动机气门与座圈强化磨损试验系统的组成和功能,该试验系统由配气传动系统,高温系统,控制系统,润滑系统和冷却水系统组成,可在短时间内快速获得气门与座圈的磨损下沉量.该试验系统可进行气门与气门座圈材料、硬度的匹配试验,可研究工作参数对气门与座圈磨损寿命的影响,可研究气门与座圈摩擦副的摩擦学性能.利用该试验系统进行某型号发动机气门与气门座圈多方案匹配磨损试验,选出了最佳匹配方案.     

可变轨距电动车的开发与试验

为解决轨距不同区间的直通运转,开发了变换轮对内侧距方式的电动车.本文介绍了可变轨距转向架轮轴结构和新造试验车辆特征,以及在普韦布洛试验的实施情况.     

新开发的4B11型涡轮增压发动机

介绍日本三菱汽车公司新开发的、配装于Lancer Evolution X车上的直列4缸涡轮发动机。这款新开发的4811型涡轮发动机（2．0L）经改用铝制压铸机体和直动式配气系统之后，重量减轻12．5kg，并采用进、排气侧均可变正时的三菱可变正时气门机构MIVEC^TM，通过在全部运行区域设定最佳气门正时，实现了提高性能、降低燃油耗及排放的目标。进而，通过降低进、排气系统的压力损失，并重新设定涡轮增压器的规格，大幅度提高了低、中速扭矩及响应性。同时，还考虑到环保要求，采用了高性能金属催化器等，由此达到比2005年排放标准降低50%排放的水平。     

排气门用低镍耐热合金的开发

作为具有高耐热性的气门材料，迄今为止，都是将镍基超耐热合金NCF30t5（30Ni-15Cr）用于量产汽车，而将镍含量更高的超耐热合金NCF440（70Ni19Cr）用于高功率的高速发动机。然而，由于NCF440的镍含量较高，因而它要应用于量产车就须降低其成本。因此，开发了一种新的资源节约型的低成本镍基耐热合金NCFS015，其镍含量比NCF440的低，但具有相似的高温强度和耐磨损性。     

可变轨距转向架的开发

日本铁路为了实现在标准轨距的新干线和窄轨轨距的既有线之间直通运行，开发了可变轨距电动转向架。这种转向架不但设有可变轨距装置，而且设有转向角联动自动转向装置，以使其在既有线小半径曲线上也有良好的走行性能。为了简化结构，首先开发了车轮与牵引电动机一体化的独立车轮旋转方式转向架(A方式转向架)，其后又研制了采用平行万向轴驱动装置的左右车轮整体旋转式转向架(B方式转向架)。本文分别对这两种转向架的结构特征、变轨距动作等内容作了说明。