提出了一种凸轮驱动式发动机全可变液压气门系统(fully hydraulic variable valve system,FHVVS),搭建了AMESim仿真计算模型,探究了泄油起始时刻、终止时刻和节流面积等因素对气门运动规律的影响,优选了FHVVS柱塞控油装置泄油节流方案。在此基础上研制了某6缸柴油机的全可变液压气门系统,并进行了相应的试验测量和模拟仿真计算。研究结果表明:随发动机转速增高,FHVVS的液压波动幅值明显增大,柱塞控油装置的节流作用对液压压力波动具有“削峰填谷”的效果;研制的FHVVS可以实现气门的最大升程、开启持续期和配气相位的无级连续可变,并具有良好的循环稳定性和气门动力学性能。

搭建气门升程测试平台,测量全可变液压气门系统(fully hydraulic variable valve system,FHVVS)的气门运动规律,分析发动机转速、传感器动态响应特性以及数据处理方法对气门升程测量精度的影响。结果表明:凸轮轴瞬时转速波动随驱动电机转速的降低而增大,通过角标信号对采集的气门升程进行数据处理,可以减少由于瞬时转速波动导致的气门升程测量误差;传感器动态响应特性不足造成气门升程相位迟滞;气门加速度波动频率与液压压力波动频率应一致,通过选取合适的滤波截止频率准确计算气门加速度;经五点三次平滑法处理后的气门升程更接近实际结果。

利用自主研制的全可变液压气门机构(FHVVS)开展由主制动和副制动组成的二冲程缸内制动技术的仿真研究.通过GT-Power搭建了6缸柴油机仿真计算模型,分析了排气制动升程开启时刻与最大升程对主制动性能的影响,讨论了排气门早关对副制动性能的影响,确定了配气凸轮和FHVVS的主要设计参数.通过气门运动规律试验台架,对研制的FHVVS气门升程进行了试验测量,结果表明:FHVVS实现了一个工作循环内进/排气门单次开启与两次开启之间的快速平稳转换.根据实测气门运动规律,对二冲程缸内制动性能进行了模拟,可知,与原机制动方式相比,二冲程制动大幅度提高了低转速工况的有效制动转矩T_(tqb),使转速为1100r/min时的有效制动转矩T_(tqb)提高了57.1%;二冲程制动明显降低了高转速工况的最大缸内压力,在转速为2100r/min时最大缸内压力降低了28.2%.