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EMPA：運用電動液壓技術(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)邦材料檢驗和研究院(EMPA)目前正在一款量產(chǎn)發(fā)動機上試驗一個自主開發(fā)的電動液壓閥門裝置，他使完全自由地調(diào)節(jié)沖程和控制正時成為可能。▲在BFE資助的項目FlexW
聯(lián)邦材料檢驗和研究院(EMPA)目前正在一款量產(chǎn)發(fā)動機上試驗一個自主開發(fā)的電動液壓閥門裝置，他使完全自由地調(diào)節(jié)沖程和控制正時成為可能。
▲在BFE資助的項目FlexWork中，新型閥們運行機制被運用在一個天然氣驅(qū)動的大眾1.4升TSI發(fā)動機乘用車上。圖片：Empa

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

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

帕特里克·索蒂克(Patrik Soltic)和他的EMPA汽車動力系統(tǒng)團隊，與液壓專家沃爾夫?qū)?middot;施奈德(Wolfgang Schneider)合作，開發(fā)了一種電動液壓閥門機制。根據(jù)目前的認知，該技術(shù)比目前量產(chǎn)發(fā)動機運用的技術(shù)要靈活得多。

閥門是液壓操作的，并分別通過一個磁鐵線圈單獨電控。一旦一條控制電流啟動，一個專門設計的液壓閥就會打開，他允許液壓流體在幾毫秒內(nèi)抵對彈簧打開換氣閥，實現(xiàn)所需的沖程。

當電流關閉時，換氣閥將由于彈簧發(fā)力而關閉，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)在寬廣的運行范圍內(nèi)，對能源的需求遠遠低于使用凸輪軸的系統(tǒng)。和優(yōu)化的換氣機制一起，在典型的客車負載條件下，這個測試版奧拓發(fā)動機的燃油消耗比傳統(tǒng)的通過風門操作，結(jié)合凸輪軸控制的閥門系統(tǒng)低20%左右。

通過設定運行參數(shù)，可以完全自由地設置每個缸的開啟和關閉以及閥門沖程。這就可以在每個運行周期之間改變發(fā)動機運行狀態(tài)。例如，通過智能化的負載控制、設置缸中剩余的氣體(廢氣利用)，或在司機毫無察覺的情況下關閉不需要的氣缸。這使得發(fā)動機對新的可再生燃料具有極大的適應性。

Empa系統(tǒng)的另一個特點是使用水 - 乙二醇混合物（發(fā)動機冷卻水）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)。因為他良好的穩(wěn)定性，并因此導致較少的損失。結(jié)果缸體頭部完全無油，這可以使用更簡單的發(fā)動機油，并且更換間隔更長。

在BFE資助的項目FlexWork中，新型閥們運行機制被運用在一個天然氣驅(qū)動的大眾1.4升TSI發(fā)動機乘用車上。所需的零部件由EMPA的試制車間生產(chǎn)。測試發(fā)動機的控制系統(tǒng)由EMPA的研發(fā)人員自己開發(fā)。

自2018年10月以來，該閥們裝置就運行在EMPA的發(fā)動機測試臺上，已經(jīng)順利完成了發(fā)動機運行狀態(tài)下數(shù)百萬次的操作。
 
 
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