在一台1.5 L自然吸气发动机上,设计了基于断油回流策略的发动机停缸机构,该机构可以使进气供给自由切换为新鲜混合气供给或废气回流两种模式,同时发动机电控单元可以切断指定气缸的燃油供给和点火,从而实现停缸操作。利用该停缸机构开展了中低转速不同负荷下的油耗与扭振特性试验。试验结果表明在中低转速部分负荷下采用停缸技术发动机节油效果明显,节油率最高可以达到15%。但停缸之后曲轴系统扭振以低阶滚振为主,且飞轮端扭振变化显著,部分谐次扭振幅值超过自由端,因此在应用停缸技术时需要关注飞轮端的扭振问题。

建立了发动机曲轴系统扭转振动的集总参数模型,讨论集总参数模型中各个自由度转动惯量、刚度和阻尼系数的确定方法。利用集总参数模型计算分析曲轴系统的固有频率和在气缸压力的作用下曲轴前端的扭振。实验测试了一发动机曲轴系统的扭振,并与计算结果进行了对比分析。结果表明,曲轴系统的固有频率和曲轴前端扭振的计算结果与实测结果较为一致,证明了建立的模型和模型参数确定方法的正确性。曲轴扭振的建模方法和模型参数的确定方法可用于曲轴前端扭转减振器的设计。