全可变液压气门机构的气门落座特性

在BJ486EQ汽油机上开发了一种全可变液压气门系统(FHVVS),采用凸轮驱动和液压传动控制进气门开启和关闭,采用气门落座缓冲机构控制气门落座速度.建立FHVVS气门运动特性测试平台,采用激光位移传感器试验测量了FHVVS的气门升程.讨论了FHVVS的气门落座过程和特性,重点分析了两种气门落座缓冲机构的气门落座速度和反跳高度.结果表明:液压活塞侧面节流的气门落座缓冲机构显著降低了FHVVS的气门落座速度和反跳高度.与传统气门机构相比,FHVVS实现了气门平稳落座,且4缸汽油机的各缸落座特性均匀一致.

全可变液压气门机构的气门运动特性

通过对全可变液压气门机构的气门升程和液压压力的试验测量,研究了全可变液压气门机构的气门运动特性.采用流通面积随气门升程可变的节流孔控制气门落座速度,分析了节流孔形状、最小节流面积和节流面积变化率等对气门落座过程的影响;采用单向阀通道降低液压系统内的液压流体的压力波动,保证了气门的平稳开启.通过对多种工况下气门落座速度的分析,得出气门最大升程对气门落座速度有重要影响,而发动机转速对气门落座速度的影响相对较小的结论.试验结果表明,通过合理匹配有关结构参数,全可变液压气门机构可实现气门平稳开启和平稳落座.

电液式可变气门系统的仿真与实验优化

利用AMESIM软件建立电液可变气门机构模型,以研究关键参数如电磁阀特性、液压缸直径、供油压力、油泵流量、蓄能器容积和进回油管直径等对气门升程特性的影响,结果表明,液压缸直径与进回油管直径存在最优值,分别为16和6mm。在此基础上建造了电液可变气门系统试验平台,对气门落座速度进行优化。结果表明,采用多脉冲信号控制使落座速度由1.43降至0.82m/s时,其所对应发动机转速由2 370降至1 497r/min,难以满足要求。利用单向节流阀进行节流可以使落座速度降至0.3m/s,但因回落过程一直存在节流损失,回落时间较长,与此对应发动机转速为1 130r/min。采用开关电磁阀与单向节流阀并联策略,可在有效降低落座速度的同时,缩短气门回落时间,在供油压力为15MPa,落座速度为0.3m/s条件下,该系统可满足柴油机2 500r/min工况的需求。

凸轮驱动式液压可变气门机构设计及运动特性

降低汽油机部分负荷泵气损失需要灵活的可变气门机构,凸轮驱动式液压可变气门具有较好的应用前景,但依然面临压力波动和气门落座速度难以控制等问题。本文中通过调节节流阀开度使0~4 800 r·min^-1的气门升程在0~8.2 mm范围内连续可变,仿真探究了活塞直径对压力波动和节流孔径对气门落座速度的影响,并据此确定了活塞直径和节流孔径,试验研究了液压油温度对气门运动特性和气门落座速度的影响规律。研究发现:适当增大活塞直径能降低系统工作压力并减小压缩波峰值,有利于降低压力波动,最终选取挺柱和气门活塞直径分别为17和14.5 mm,小于1.6 mm的节流孔径可使4 000 r·min^-1时的气门落座速度小于0.5 m·s^-1。转速不变,气门最大升程随节流阀开度的增大而逐渐降低;相同节流阀开度,转速越高气门最大升程越大,节流阀开度越大,不同转速时的最大升程差异也更大。节流阀全关,液压油温度对升程的影响很小;相同节流阀开度,随液压油温度升高,气门腔压力和气门最大升程逐渐降低。气门落座速度对液压油温度不敏感,不同温度的气门落座速度方差仅为4.9%。

液压可变气门系统压力波动的影响分析

针对液压可变气门机构实际运行中系统会产生压力波动,影响可变气门机构的工作性能这一问题,分析了压力波动产生的原因,并采取了有效措施减小压力波动。通过试验及AMESim仿真探究了气门弹簧刚度、气门活塞质量、节流孔径大小等关键参数对系统压力波动的影响。研究表明:当气门落座速度小于0.5 m/s时,增大薄壁孔径可以有效减小压力波动;增加气门弹簧刚度可以减小压力波动幅值;减小气门活塞质量有利于减小压力波动;增大气门活塞直径,压力波动幅值明显减小,最大可减小2.719 MPa;减小系统液压油总容积,可减少压力波动次数。