先進(jìn)制造與機(jī)電一體化技術(shù) 車用發(fā)動(dòng)機(jī)全可變液壓氣門系統(tǒng)
全可變氣門機(jī)構(gòu)(Fully Variable Valve System, 簡(jiǎn)稱 FVVS)可實(shí)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能減排具 有重要意義。FVVS 能夠采用進(jìn)氣門早關(guān)(EIVC)的方式控制進(jìn)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(jī)將大幅度地降低泵氣損失,使 中小負(fù)荷時(shí)的燃油耗降低 10-15%。此外,全可變氣門機(jī)構(gòu)與增壓系統(tǒng)匹配可實(shí) 現(xiàn)米勒循環(huán)(Miller cycle),大幅度改善發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率;全可變氣門技術(shù)可以 拓展 HCCI 運(yùn)行范圍,并通過發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部 EGR 減少有害氣體的排放;因此 FVVS 技術(shù)已成為內(nèi)燃機(jī)新技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。 目前,典型的全可變液壓氣門機(jī)構(gòu)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(dòng)液壓活塞,液壓活塞通過液壓腔與驅(qū)動(dòng)活塞相連,而 液壓腔則由一個(gè)開關(guān)式電磁閥控制。通過對(duì)電磁閥開閉時(shí)刻的控制,即可實(shí)現(xiàn) 各種不同的氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律,實(shí)現(xiàn)全可變氣門機(jī)構(gòu)的功能。舍弗勒 MultiAir 系統(tǒng) 被美國(guó)《汽車新聞》評(píng)為“2012 年度汽車供應(yīng)商杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”(2012 Automotive News PACE)。 山東大學(xué)車輛系多年來一直從事全可變液壓氣門機(jī)構(gòu)的研究工作,研發(fā)了 一種配氣凸輪驅(qū)動(dòng)的全可變液壓氣門機(jī)構(gòu),簡(jiǎn)稱 SDFVVS 系統(tǒng)。該機(jī)構(gòu)通過設(shè) 置在配氣凸輪與進(jìn)氣門之間的液壓氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)使進(jìn)氣門開啟,用泄油控制 機(jī)構(gòu)釋放液壓系統(tǒng)中的油壓使進(jìn)氣門關(guān)閉,并采用落座緩沖機(jī)構(gòu)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(shù)基本相同,都屬于電 控全可變液壓氣門機(jī)構(gòu)。但其核心技術(shù)卻有本質(zhì)的區(qū)別,MultiAir 技術(shù)采用高 頻電磁閥(200Hz 以上)作為液壓系統(tǒng)的油控開關(guān);而山大研制的 SDFVVS 系 統(tǒng)采用了泄油控制機(jī)構(gòu)作為液壓系統(tǒng)的油控開關(guān)。SDFVVS 系統(tǒng)已在北汽福田 BJ486 汽油機(jī)上已成功實(shí)現(xiàn)了實(shí)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(xué)
2021-04-13