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EMPA：運(yùn)用電動(dòng)液壓技術(shù)，將比凸輪軸節(jié)省20%的燃油

2019-08-26 23:40:06·  來源：AUTOMOBIL PRODUKTION  
　
聯(lián)邦材料檢驗(yàn)和研究院(EMPA)目前正在一款量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)上試驗(yàn)一個(gè)自主開發(fā)的電動(dòng)液壓閥門裝置，他使完全自由地調(diào)節(jié)沖程和控制正時(shí)成為可能?！贐FE資助的項(xiàng)目FlexW
聯(lián)邦材料檢驗(yàn)和研究院(EMPA)目前正在一款量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)上試驗(yàn)一個(gè)自主開發(fā)的電動(dòng)液壓閥門裝置，他使完全自由地調(diào)節(jié)沖程和控制正時(shí)成為可能。
▲在BFE資助的項(xiàng)目FlexWork中，新型閥們運(yùn)行機(jī)制被運(yùn)用在一個(gè)天然氣驅(qū)動(dòng)的大眾1.4升TSI發(fā)動(dòng)機(jī)乘用車上。圖片：Empa

在將天然氣轉(zhuǎn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制中，目前的量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)全部在使用機(jī)械式的凸輪軸，并且通常還需運(yùn)用一個(gè)相對(duì)昂貴的附加機(jī)械系統(tǒng)。這樣，由凸輪軸限定的閥門運(yùn)動(dòng)模式可以被修改，但這在沒有增加摩擦的情況下是不可能實(shí)現(xiàn)的。而且，靈活性也達(dá)不到理想的要求。

需要尋求的是在低轉(zhuǎn)速下快速的閥門運(yùn)動(dòng)、沖程調(diào)整和缸體靈活的閥門控制時(shí)間，而且要適應(yīng)不斷變化的燃料特性。

帕特里克·索蒂克(Patrik Soltic)和他的EMPA汽車動(dòng)力系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)，與液壓專家沃爾夫?qū)?middot;施奈德(Wolfgang Schneider)合作，開發(fā)了一種電動(dòng)液壓閥門機(jī)制。根據(jù)目前的認(rèn)知，該技術(shù)比目前量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)用的技術(shù)要靈活得多。

閥門是液壓操作的，并分別通過一個(gè)磁鐵線圈單獨(dú)電控。一旦一條控制電流啟動(dòng)，一個(gè)專門設(shè)計(jì)的液壓閥就會(huì)打開，他允許液壓流體在幾毫秒內(nèi)抵對(duì)彈簧打開換氣閥，實(shí)現(xiàn)所需的沖程。

當(dāng)電流關(guān)閉時(shí)，換氣閥將由于彈簧發(fā)力而關(guān)閉，并將開閥所需的大部分液壓能量輸送回液壓系統(tǒng)。

該系統(tǒng)在寬廣的運(yùn)行范圍內(nèi)，對(duì)能源的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于使用凸輪軸的系統(tǒng)。和優(yōu)化的換氣機(jī)制一起，在典型的客車負(fù)載條件下，這個(gè)測(cè)試版奧拓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗比傳統(tǒng)的通過風(fēng)門操作，結(jié)合凸輪軸控制的閥門系統(tǒng)低20%左右。

通過設(shè)定運(yùn)行參數(shù)，可以完全自由地設(shè)置每個(gè)缸的開啟和關(guān)閉以及閥門沖程。這就可以在每個(gè)運(yùn)行周期之間改變發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。例如，通過智能化的負(fù)載控制、設(shè)置缸中剩余的氣體(廢氣利用)，或在司機(jī)毫無察覺的情況下關(guān)閉不需要的氣缸。這使得發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)新的可再生燃料具有極大的適應(yīng)性。

Empa系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是使用水 - 乙二醇混合物（發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水）作為液壓油。由于他的物理特性，這種介質(zhì)非常適合快速切換的液壓系統(tǒng)。因?yàn)樗己玫姆€(wěn)定性，并因此導(dǎo)致較少的損失。結(jié)果缸體頭部完全無油，這可以使用更簡(jiǎn)單的發(fā)動(dòng)機(jī)油，并且更換間隔更長(zhǎng)。

在BFE資助的項(xiàng)目FlexWork中，新型閥們運(yùn)行機(jī)制被運(yùn)用在一個(gè)天然氣驅(qū)動(dòng)的大眾1.4升TSI發(fā)動(dòng)機(jī)乘用車上。所需的零部件由EMPA的試制車間生產(chǎn)。測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)由EMPA的研發(fā)人員自己開發(fā)。

自2018年10月以來，該閥們裝置就運(yùn)行在EMPA的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試臺(tái)上，已經(jīng)順利完成了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下數(shù)百萬次的操作。
 
 
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