一种凸轮直驱式气门连续可变升程机构的设计

由于日益严格的排放和油耗法规要求,连续可变气门升程技术作为汽油机目前最有前景的技术之一,对节能环保,提高能源利用率有着重要意义。本文以本田的VTEC系统、宝马的Valvetronic系统和菲亚特的Multi-Air系统为例,简述了可变气门升程的实现方式,并提出了一种基于凸轮直驱式气门的连续可变气门升程机构设计,对提高汽油机的热效率、改善汽油机的综合性能有着重要指导意义。

两段式可变升程技术对发动机性能影响研究

研究了两段式可变气门升程技术的基本原理、应用现状,建立GT-Power发动机仿真模型进行性能模拟,分析大、小气门升程下发动机泵气损失、燃烧改善及其与EGR配合使用等对于发动机燃油经济性的影响,并对连续式气门升程技术的工程应用提出了展望。

一种活塞式发动机气门正时及可变升程驱动系统

本系统是一种活塞式发动机气门正时及可变升程驱动系统,它利用剪切增稠液临界速率相变特性和凸轮变速曲线驱动规律,根据凸轮转速(或发动机转速)变化,自适应获得与凸轮转速变化同向变化的剪切增稠挺柱的有效长度,自动调整气门开启提前角、升程和关闭延迟角,从而提高发动机的动力性、强化程度、低温起动性、低速稳定性、经济性和排气清洁性。该技术方案无需电子控、机械结构简单、工作可靠、布置方便、成本较低、维修容易、发动机动力输出流畅,能广泛应用于各类活塞式发动机的气门驱动。

可变进气门升程对汽油机泵气损失的控制及对燃烧过程的影响

为了降低汽油机部分负荷泵气损失,改善燃油经济性,在自主开发的进排气门升程和相位全可变的4VVAS(4 variable valve actuation system)单缸汽油机上开展了可变进气门升程控制负荷的试验研究,研究了进气门升程对进气量和负荷的控制作用以及进气门升程控制对泵气损失以及燃烧过程的影响,比较分析了采用可变进气门升程对汽油机性能的影响.研究结果表明,保持节气门全开,通过采用进气门升程调整的负荷控制方式,与节气门控制负荷方式相比,部分负荷的泵气损失可以降低20%～30%,指示燃油消耗率降低3%～12%,中低转速下机械损失也有所降低.但是燃烧过程持续期会变长,影响了燃油经济性的进一步改善.

无级可变气门正时及升程的新型凸轮

提出了一种简单而实用的新型凸轮结构,对此凸轮各区段的结构和功能作了详细说明,阐述了凸轮各区段之间过渡曲面连续性等级的选择依据,并对此凸轮的初步试验情况进行了介绍.这种新型凸轮结构可以实现连续可变气门正时和气门升程,适应了无级式机电一体化可变气门正时和可变气门升程机构的发展趋势.

可变气门升程技术现状及发展趋势

介绍了发动机可变气门升程技术的意义及分类,对国内外可变气门升程技术现状进行阐述,分析了典型可变气门升程机构的结构、工作原理及优缺点,最后对可变气门升程技术的发展趋势进行展望。

新型连续可变气门正时及升程复合凸轮设计

本文简要介绍了可变气门正时(VVT)及可变升程技术,提出了一种简单而实用的新型凸轮结构。这种凸轮结构,可以同时实现连续可变气门正时及连续可变气门升程,适应了无级式机电一体化可变气门正时及可变升程机构的发展趋势。

可变气门升程下汽油机缸内气体流动特性的研究

在一台4气门可视化光学发动机上,研究了可变气门升程下缸内气体流动特性。研究结果表明:发动机采用不同气门升程,在不同转速下,数值模拟的缸内流场分布与采用激光粒子图像技术测试而获得气流速度场结果吻合良好。发动机在采用最大气门升程为1.7 mm的低气门升程型线下可以产生较强的湍流,尤其在进气行程,其湍流强度是发动机采用最大气门升程为6.8 mm大气门升程曲线时的两倍。进气初期气门阀座处气流速度最高,且随气门升程的降低和转速的提高,气门阀座处气流的速度都有大幅上升;最大气门升程为1.7 mm,发动机转速为960 r/min时,气门阀座处最大速度达到了140 m/s。在低气门升程下,压缩终了的湍动能最大值较高,且湍动能分布更加均匀。

可变气门升程对4气门直喷汽油机缸内气流运动特性的影响

在一台光学可视化4气门直喷汽油机上,利用粒子图像测速(PIV)测试系统对不同最大气门升程(Maximum Valve Lift,MVL)下缸内流场的变化规律进行试验研究,并通过循环分析法对不同的曲轴转角下涡流比以及高、低频湍动能等参数进行分析.结果表明,MVL为1.7,mm在距离上止点不同的测量面上,流动都以大尺度逆时针旋转的强涡流形式存在,并具有较长的保持期.较高的MVL下缸内流场以小尺度双涡结构存在.MVL为1.7,mm各测量平面的涡流比及高、低频湍动能在任一曲轴转角下均高于MVL为4.0,mm和6.8,mm,并且在压缩末期时,MVL为1.7,mm产生湍动能达到MVL为6.8,mm的2倍,有利于直喷汽油机的燃油雾化混合及火焰传播.

可变气门升程对涡轮增压缸内直喷汽油机缸内流动特性的影响

采用数值模拟方法对不同最大进气门升程(MVL)下涡轮增压缸内直喷汽油机缸内气体的流动特性进行分析,以掌握变气门升程对缸内流动的影响规律.结果表明,MVL的减小使过进气门中心线的纵截面内的顺时针滚流增强,在120°,CA时刻,MVL为7.7,mm时截面内气体流动以逆时针滚流为主,而MVL为1.0,mm时截面内气体流动以顺时针滚流为主;低MVL有利于进气初期缸内滚流比的提高,而在进气后期及压缩过程中,MVL为1.0,mm时缸内滚流比明显低于MVL为7.7,mm和4.0,mm时的缸内滚流比;随着进气门升程的减小,湍流强度第一个峰值明显升高(MVL为7.7,mm时峰值为0.54,而MVL为1.0,mm时峰值达1.03),但小MVL条件下湍流强度衰减较快,在压缩末期3种MVL下的湍流强度差别较小.

连续可变气门升程技术在汽油机上的应用研究

通过台架试验的方法,基于一台1.5L涡轮增压直喷汽油机,应用连续可变气门升程(CVVL)技术,在一定程度上实现米勒循环效果。在此基础上,对泵气损失、机械损失、理论热效率、米勒循环与LP-EGR的关系进行研究,提出优化方案并进行分析。试验结果显示,使用CVVL技术实现了米勒循环效果,泵气损失及机械损失均有一定降低,燃烧效率提高,但油耗降幅不明显。增大发动机压缩比,匹配LP-EGR系统,EGR降低油耗的作用非常明显,米勒循环的作用相对弱化,EGR对发动机的充气能力要求增强,导致米勒度有一定的降低。

可变气门相异升程4气门汽油机稳态流动特性

4气门汽油机在双进气门全开的情况下只存在滚流,当关闭其中一个气门后会得到较强的涡流,但流通能力比双进气门全开差.提出可变进气门相异升程概念,研制了可变进气门相异升程凸轮轴.使汽油机在双气门全开的过程中不仅存在滚流,而且在流通能力基本不变情况下得到较强涡流,综合表现出斜轴涡流特性,并可通过调整进气凸轮相异角实时改变两个进气门的升程差,满足汽油机不同工况对缸内大尺度气体运动的不同需求.试验表明:在不同相异角、相同凸轮轴转角下,流通系数变化不大;相同凸轮轴转角下,涡流比、滚流比和无因次斜轴涡流比随着相异角的增加而增大,斜轴涡流倾角随着相异角增加而减小;进气过程中产生两次方向相反的涡流和斜轴涡流.

485Q汽油机可变气门升程系统优化研究

在分析485Q汽油机可变气门升程系统的工作原理、机构的基础上,分别对摇臂、凸轮等部件的结构参数以及低速和高速进排气凸轮的加速度曲线的分析和优化,为提高485Q汽油机燃油的经济性,增强其动力性能,降低CO、HC等废气污染物的排放奠定了坚实基础。

基于整车经济性的两级可变气门升程技术研究

以整车NEDC循环为标准,对比NEDC循环中的工况点油耗量的权重,优化高油耗率工况点,能够更直接地降低整车循环油耗。本文基于NEDC循环中高油耗权重的发动机工况点,研究采用两段式可变气门升程技术对NEDC循环综合油耗的影响,并分析说明使用小升程气门曲线能够降低油耗率的原理。结果显示,此款发动机使用两段式可变气门升程能够有效降低NEDC循环油耗约2.5%。

汽油机智能可变气门升程系统的开发

中国燃油耗法规与排放法规的不断发展,对汽车发动机的燃油耗和排放都提出了更高的要求。可变气门升程技术可以有效降低发动机的燃油耗和排放。介绍了1种由上汽集团技术中心自主研发的两级智能可变气门升程(I-VVL)系统。结合计算机辅助工程(CAE)的仿真分析,设计了该系统的核心结构。开发了一整套适用于该系统的零件加工工艺,并完成了配气机构性能试验和耐久试验验证。结果表明,该I-VVL系统结构紧凑,对周边零部件影响小,功能性和可靠性满足设计要求。

发动机可变气门升程技术概述

可变气门升程技术能在发动机不同转速、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排放性二者矛盾的核心技术之一。文章以有关汽车公司推出的典型产品为例,对当前具有代表性的发动机可变气门升程技术的结构、工作原理进行简介,并对它们的性能特点进行比较。

一种新型发动机可变配气相位与气门升程机构的设计

本文分析了可变配气相位技术的研究现状,提出了一种新的发动机可变配气相位与气门升程机构的设计思路,能方便实现对进、排气门的配气相位及气门升程的全范围控制。

可变气门升程技术的研究

可变气门升程技术的使用,可以保证在各种工况的过程中合理的选择适合发动机的气门升降模式,能够在一定程度上对发动机的动力性能有所提高,同时也能够使汽车的燃油效率更高,除此之外,还有一定的环保作用。本文重点针对可变气门升降技术进行研究,分析具体的选择类型,已经在具体使用过程中的情况,对相关的工作原理进行研究,提高可变气门升降技术的质量。

连续可变气门升程系统对增压直喷发动机燃油经济性影响的研究

为了深入分析连续可变气门升程(continuously variable valve lift,CVVL)系统对增压直喷(turbo-charged gasoline direct injection,TGDI)汽油发动机燃油经济性影响,通过对2 000 r/min下0.2 MPa和1.2 MPa及5 000 r/min下0.2 MPa和1.2 MPa这4个典型工况点的台架测试,对比分析了可变气门升程和可变气门正时(variable valve timing,VVT)对比油耗(brake specific fuel consumption,BSFC)的影响规律。结果表明:低负荷工况,比油耗随进气VVT提前和排气VVT推迟线性下降;降低气门升程,增加节气门开度,进气VVT可以进一步提前,排气VVT可以进一步推迟,从而形成米勒循环,使比油耗进一步降低。高负荷工况,气门全升程时比油耗更低,比油耗随进气和排气VVT提前而下降,但进气VVT对比油耗影响较小。

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0~9.5mm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。