为改善高速工况下全可变气门正时机构性能,以某液压驱动全可变气门机构为例,采用ADINA软件对气门机构的气门运动规律及液压系统内压力波动进行计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真分析,并结合K157型发动机进行试验研究对比。结果表明:通过调节泄油相位角,气门正时机构仿真模型可实现配气相位、气门升程全可变;泄油相位角对气门运动规律影响较大,曲轴转速对气门运动规律的影响较小;液压系统压力波动大过严重影响机构的可靠性;基于理论分析,可从减小运动组件质量、采用直流道、增加气门弹簧的设计刚度及预紧力等方面,提高气门机构性能。

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。

文章首先对设计的新型全可变液压气门机构进行工作过程的分析,然后通过AMESim软件对该机构进行气门运动规律的模拟仿真,最后通过仿真验证了该机构可以实现气门升程以及配气定时的全可变。