EMPA：运用电动液压技术，将比凸轮轴节省20%的燃油

2019-08-26 23:40:06· 来源：AUTOMOBIL PRODUKTION

联邦材料检验和研究院(EMPA)目前正在一款量产发动机上试验一个自主开发的电动液压阀门装置，他使完全自由地调节冲程和控制正时成为可能。▲在BFE资助的项目FlexW

联邦材料检验和研究院(EMPA)目前正在一款量产发动机上试验一个自主开发的电动液压阀门装置，他使完全自由地调节冲程和控制正时成为可能。

▲在BFE资助的项目FlexWork中，新型阀们运行机制被运用在一个天然气驱动的大众1.4升TSI发动机乘用车上。图片：Empa

在将天然气转入内燃发动机的控制中，目前的量产发动机全部在使用机械式的凸轮轴，并且通常还需运用一个相对昂贵的附加机械系统。这样，由凸轮轴限定的阀门运动模式可以被修改，但这在没有增加摩擦的情况下是不可能实现的。而且，灵活性也达不到理想的要求。

需要寻求的是在低转速下快速的阀门运动、冲程调整和缸体灵活的阀门控制时间，而且要适应不断变化的燃料特性。

帕特里克·索蒂克(Patrik Soltic)和他的EMPA汽车动力系统团队，与液压专家沃尔夫冈·施奈德(Wolfgang Schneider)合作，开发了一种电动液压阀门机制。根据目前的认知，该技术比目前量产发动机运用的技术要灵活得多。

阀门是液压操作的，并分别通过一个磁铁线圈单独电控。一旦一条控制电流启动，一个专门设计的液压阀就会打开，他允许液压流体在几毫秒内抵对弹簧打开换气阀，实现所需的冲程。

当电流关闭时，换气阀将由于弹簧发力而关闭，并将开阀所需的大部分液压能量输送回液压系统。

该系统在宽广的运行范围内，对能源的需求远远低于使用凸轮轴的系统。和优化的换气机制一起，在典型的客车负载条件下，这个测试版奥拓发动机的燃油消耗比传统的通过风门操作，结合凸轮轴控制的阀门系统低20%左右。

通过设定运行参数，可以完全自由地设置每个缸的开启和关闭以及阀门冲程。这就可以在每个运行周期之间改变发动机运行状态。例如，通过智能化的负载控制、设置缸中剩余的气体(废气利用)，或在司机毫无察觉的情况下关闭不需要的气缸。这使得发动机对新的可再生燃料具有极大的适应性。

Empa系统的另一个特点是使用水 - 乙二醇混合物（发动机冷却水）作为液压油。由于他的物理特性，这种介质非常适合快速切换的液压系统。因为他良好的稳定性，并因此导致较少的损失。结果缸体头部完全无油，这可以使用更简单的发动机油，并且更换间隔更长。

在BFE资助的项目FlexWork中，新型阀们运行机制被运用在一个天然气驱动的大众1.4升TSI发动机乘用车上。所需的零部件由EMPA的试制车间生产。测试发动机的控制系统由EMPA的研发人员自己开发。

自2018年10月以来，该阀们装置就运行在EMPA的发动机测试台上，已经顺利完成了发动机运行状态下数百万次的操作。

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