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Empa研发电动液压无凸轮气门总成 可节省燃油高达20%

来源:盖世汽车资讯 时间:2019-09-11 16:03:22

(图源:Empa官网)

盖世汽车迅 据外媒报道,瑞士国家联邦实验室Empa的研究人员开发了一种电动液压无凸轮气门总成,可以完全自由地调整冲程和定时,同时具有耐用性和成本效益。在乘用车处于典型的低负荷状态时,新技术能节省20%的燃油。

在FlexWork系统中,气门由液压驱动,通过电磁线圈进行电气控制。通电后,专门设计的气门就会打开,液压流体会在数毫秒内按照需求迅速打开气体交换阀。切断电流时,又通过弹簧力关闭气体交换阀,并将打开时用的大部分液压能量送回液压系统。在典型的低负荷乘用车中,传统气门控制系统采用的是节汽阀和凸轮轴。与凸轮轴驱动系统相比,该系统的工作范围较广,能耗明显降低,并且对气体交换部件进行优化。测试中,火花点火发动机的燃油消耗比传统气门控制系统低20%左右。

通过选择操作参数,比如智能负荷控制、缸内残留气体量(废气再循环),或者自行关闭不需要的缸,可以自由调整各气缸的开关时间和气门升程,在不同循环状态下,每一台发动机的运行状况都会有所不同。因此,发动机可以高度适应新型可再生燃料,如甲醇或乙醇等含氧燃料,允许汽缸内留下更多的剩余气体;对于抗爆性能更好的天然气、沼气和合成气(由风能和太阳能产生),也可以灵活应对。此外,该系统尝试实现替代燃烧概念,例如均质自燃,即在压缩结束时,通过合理设置,适时点燃空气混合物燃料,而不需要点火火花。这种混合物燃烧时几乎没有污染。

Empa这一系统的另一特性在于液压流体的选择。该系统使用水-乙二醇混合物,即发动机冷却水,而不是通常使用的油。由于其物理特性,这种介质非常适合快速切换液压系统,因为它材质较硬,造成的液压损失少。这使得气缸盖完全无油,发动机其余部分可以使用更便宜的机油,延长更换间隔。

“FlexWork”项目由瑞士联邦能源办公室(SFOE)资助。目前,这一新型气门系统已在大众1.4l TSI改装发动机中投入使用,该发动机由天然气驱动。所需部件由Empa车间生产,测试发动机的控制系统是由Empa研究人员自行开发。事实上,自2018年10月以来,该气门总成一直在Empa的发动机试验台上进行测试,已成功通过数百万次发动机运转循环的考验。FlexWork系统需用的部件成本低廉。既不需要昂贵、非常快的开关气门,也不需要复杂的传感器。这项技术不仅适用于内燃机,也适用于压缩机,Empa正在与发动机制造商讨论这项技术的转让问题。