先進制造與機電一體化技術 車用發(fā)動機全可變液壓氣門系統(tǒng)
全可變氣門機構(Fully Variable Valve System, 簡稱 FVVS)可實現(xiàn)氣門最 大升程、氣門開啟持續(xù)角和配氣相位三者的連續(xù)可變,對發(fā)動機的節(jié)能減排具 有重要意義。FVVS 能夠采用進氣門早關(EIVC)的方式控制進入氣缸內(nèi)的工 質(zhì)數(shù)量,從而取消節(jié)氣門,這種無節(jié)氣門汽油機將大幅度地降低泵氣損失,使 中小負荷時的燃油耗降低 10-15%。此外,全可變氣門機構與增壓系統(tǒng)匹配可實 現(xiàn)米勒循環(huán)(Miller cycle),大幅度改善發(fā)動機熱效率;全可變氣門技術可以 拓展 HCCI 運行范圍,并通過發(fā)動機內(nèi)部 EGR 減少有害氣體的排放;因此 FVVS 技術已成為內(nèi)燃機新技術的重要發(fā)展方向之一。 目前,典型的全可變液壓氣門機構是舍弗勒的 MultiAir 系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工 作原理如下:由凸輪推動液壓活塞,液壓活塞通過液壓腔與驅(qū)動活塞相連,而 液壓腔則由一個開關式電磁閥控制。通過對電磁閥開閉時刻的控制,即可實現(xiàn) 各種不同的氣門運動規(guī)律,實現(xiàn)全可變氣門機構的功能。舍弗勒 MultiAir 系統(tǒng) 被美國《汽車新聞》評為“2012 年度汽車供應商杰出貢獻獎”(2012 Automotive News PACE)。 山東大學車輛系多年來一直從事全可變液壓氣門機構的研究工作,研發(fā)了 一種配氣凸輪驅(qū)動的全可變液壓氣門機構,簡稱 SDFVVS 系統(tǒng)。該機構通過設 置在配氣凸輪與進氣門之間的液壓氣門驅(qū)動機構驅(qū)使進氣門開啟,用泄油控制 機構釋放液壓系統(tǒng)中的油壓使進氣門關閉,并采用落座緩沖機構控制氣門落座 速度。SDFVVS 系統(tǒng)的工作原理與舍弗勒的 MultiAir 技術基本相同,都屬于電 控全可變液壓氣門機構。但其核心技術卻有本質(zhì)的區(qū)別,MultiAir 技術采用高 頻電磁閥(200Hz 以上)作為液壓系統(tǒng)的油控開關;而山大研制的 SDFVVS 系 統(tǒng)采用了泄油控制機構作為液壓系統(tǒng)的油控開關。SDFVVS 系統(tǒng)已在北汽福田 BJ486 汽油機上已成功實現(xiàn)了實現(xiàn)氣門最大升程、氣門開啟持續(xù)角和配氣相位 三者的連續(xù)可變。
山東大學
2021-04-13