由于環(huán)境和能源等問題越來越突出，研究低能耗、低污染、高性能的新型發(fā)動機(jī)勢在必行。傳統(tǒng)的配氣機(jī)構(gòu)不能兼顧高速和低速時(shí)的進(jìn)氣性能，節(jié)氣門的節(jié)流作用使換氣過程中的泵氣損失增大，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的油耗較高及排放惡化。因此研究氣門最大升程、開啟持續(xù)角和配氣相位全可變的配氣定時(shí)機(jī)構(gòu)對發(fā)動機(jī)節(jié)能減排、提高動力性能具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文介紹了一種車用發(fā)動機(jī)全可變液壓氣門機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)利用凸輪機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)聯(lián)合控制氣門的運(yùn)動規(guī)律，直接對氣門的最大升程和開啟持續(xù)角進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于氣門最大升程和和開啟持續(xù)角可以在上止點(diǎn)之后180℃A范圍內(nèi)連續(xù)變化，可實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)循環(huán)充量的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到取消節(jié)氣門的目的。

    本文以K157FMI發(fā)動機(jī)為樣機(jī)，對全可變液壓氣門機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣過程進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 首先，對全可變液壓氣門機(jī)構(gòu)中的氣門運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行了研究。采用容積法模擬計(jì)算液壓氣門機(jī)構(gòu)中液壓流動過程，并與集中質(zhì)量的氣門運(yùn)動微分方程相結(jié)合，建立氣門運(yùn)動規(guī)律計(jì)算模型。計(jì)算結(jié)果表明本機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對氣門運(yùn)動規(guī)律的直接控制，可以在很大范圍內(nèi)改變發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門的最大升程及開啟持續(xù)角，使氣門運(yùn)動規(guī)律能夠根據(jù)泄油初始相位角和轉(zhuǎn)速的不同達(dá)到相應(yīng)的改變，實(shí)現(xiàn)了氣門最大升程、開啟持續(xù)角和配氣相位的全可變。

     其次，建立發(fā)動機(jī)進(jìn)氣過程的一維流動數(shù)學(xué)模型，利用BOOST軟件進(jìn)行了模擬計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明本機(jī)構(gòu)可以取代節(jié)氣門，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)循環(huán)充量的調(diào)節(jié)，使發(fā)動機(jī)的循環(huán)充量能夠根據(jù)泄油初始相位角和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的不同實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，并有效地降低了發(fā)動機(jī)進(jìn)氣過程的泵氣損失。

    最后，采用研制的具有全可變液壓氣門機(jī)構(gòu)功能的試驗(yàn)樣機(jī)，對各種工況下的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明本機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)氣門最大升程、開啟持續(xù)角和配氣相位的全可變；并能夠取代節(jié)氣門實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)循環(huán)充量的調(diào)節(jié)。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證了全可變液壓氣門機(jī)構(gòu)進(jìn)氣過程模擬計(jì)算的正確性。