电控液压驱动可变气门机构的应用研究

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1、第1期(总第186期)车用发动机No．1(SerialNo．186)2010年2月VEHICLEENGINEFeb．2010电控液压驱动可变气门机构的应用研究刘发发，黄为钧，王云开，李华，洪忠超，谭满志，郭英男(吉林大学汽车工程学院，吉林长春130022)摘要：在1台装备了自主开发的电控液压驱动可变气门机构的进气道喷射单缸试验发动机上，成功地实现了汽油机SI燃烧和可控自燃(CAI)燃烧。研究结果袁明，采用自主研制的电液无凸轮轴气门机构能够实现可变气门定时及可变气门开启持续期；该机构在SI模式下能满足发动机的动力性要求且燃油经济性和CO，HC

2、排放有所改善；通过排气门早关、进气门晚开策略，在转速为1000r／min、过量空气系数为1的工况下，进气门开启506～511。CA，排气门关闭242~278。CA气门正时范围内实现了CAI燃烧，CAI燃烧获得的最大平均有效压力可迭0．395MPa。关键词：配气机构；电液控制；可变气门定时；可控自燃中圈分类号：TK413．4文献标志码：B文章编号：1001—2222(2010)01—0066—04能源危机的出现以及公众环保意识的日益增强可变气门技术除在传统发动机上应用外，还广使得提高发动机燃油经济性以及降低有害排放物成泛应用于新型燃烧模式研究

3、中。P．A．Caton，H．为急待解决的问题。为了实现这两个目标，采用缸H．Song，N．B．Kaahaaina等人[7在1台装备了内直喷技术、可变气门技术、发动机强化技术等都是电液全可变气门机构的单缸试验发动机上研究了残行之有效的手段。余废气效应对HCCI燃烧的影响。DonLaw，Dan众所周知，采用可变气门机构、应用不同的配气Kemp，JeffAllen'8等使用全可变气门机构在1台策略可以在全负荷范围内改善传统汽油机的性能，4行程汽油机上实现了CAI燃烧，其燃油消耗率降如减小泵气损失、改善燃油经济性、降低排放等。而低了23，排放降低了

4、95。NebojsaMilovanov-在柴油机上的应用效果虽然不如汽油机，但也可以ic，RuiChen，JamieTurner_g等人在全可变气门机降低NO排放、改善扭矩输出和冷起动性能。可变构的基础上进行了可变气门定时策略对汽油HCCI气门技术因其独特的发展潜力吸引着众多的内燃机发动机换气过程的影响研究。工作者为之不断地努力，进行了大量的研究工本研究在自主开发的电控液压驱动可变气门机作一。构的基础上，实现了汽油燃料的SI和CAI两种燃可变气门机构大致可以分为传统凸轮轴可变气烧模式，并研究了气门定时对发动机性能的影响。门机构和无凸轮轴可变

5、气门机构。其中可变定时、1试验装置与试验方法可变气门型线、可变气门从动件等采用传统凸轮轴的可变气门机构已经广泛地应用于发动机产品，其1．1电液气门机构简介后续发展主要朝着机械式全可变气门机构进行，目图1示出本研究中所用电液气门机构系统，电前大部分机械式全可变气门机构还处于试验研究阶液气门机构系统主要由液压系统、气门驱动机构和段。无凸轮轴可变气门机构主要包括电磁式全可变控制系统三部分组成。气门机构、电气式全可变气门机构以及电液式全可液压系统的主要功能是为系统提供驱动气门运变气门机构。其中，电液可变气门机构因其容易实动的能量。液压系统由油箱、液

6、压泵、电动机、调压现及各参数独立可编程控制，具有机械式气门机构阀以及蓄能器等元件组成。无法企及的优势而受到重视。气门驱动机构主要功能是通过液压能与气门动收稿日期：2009—10-15；修回日期：2009-12—16基金项目：国家重点基础研究发展规划资助项目(20O7cB210O04)；吉林大学“九八五”工程项目作者简介：刘发发(1982一)，男，博士，主要研究方向为新能源与节能技术；fafa．1iu@163．corn。2010年2月刘发发，等：电控液压驱动可变气门机构的应用研究·67·能及气门弹簧势能三者之间的能量转换来实现气门的开启和关闭

7、。气门驱动机构包括电液驱动可变配气相位机构和气门弹簧组件两部分。其中电液驱动可变配气相位机构通过两位三通高速电磁阀控制液压油路，在液压力的作用下驱动气门运动，气门回位由气门弹簧实现。电磁阀气门驱图3试验发动机实物图动机构表1试验发动机技术参数技术参数指标类型单缸、水冷缸径／ram1O5图1电液气门机构系统不意图行程／ram115控制系统主要是对液压油的工作压力及电液驱排量／L0．99动可变配气相位机构进行控制，实现对气门参数的压缩比11．5可编程控制。控制系统主要包括单片机控制系统、燃烧室形状深坑型接口电路、驱动电路等。1．3试验方法电磁阀

8、的主要作用是实现液压油路的通断，其在SI燃烧模式下，为了避免对机构造成意外破性能对整个系统的影响很大。坏，试验时发动机控制在中小负荷、中低转速。在过电液气门机构的工作过程主要包括