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控制气体-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

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通過選擇操作參數,比如智能負荷控制、缸內殘留氣體量(廢氣再循環),或者自行關閉不需要的缸,可以自由調整各氣缸的開關時間和氣門升程,在不同循環狀態下,每一台發動機的運行狀況都會有所不同。因此,發動機可以高度適應新型可再生燃料,如甲醇或乙醇等含氧燃料,允許汽缸內留下更多的剩餘氣體;對於抗爆性能更好的天然氣、沼氣和合成氣(由風能和太陽能產生),也可以靈活應對。此外,該系統嘗試實現替代燃燒概念,例如均質自燃,即在壓縮結束時,通過合理設置,適時點燃空氣混合物燃料,而不需要點火火花。這種混合物燃燒時幾乎沒有污染。

在FlexWork系統中,氣門由液壓驅動,通過電磁線圈進行電氣控制。通電后,專門設計的氣門就會打開,液壓流體會在數毫秒內按照需求迅速打開氣體交換閥。切斷電流時,又通過彈簧力關閉氣體交換閥,並將打開時用的大部分液壓能量送回液壓系統。在典型的低負荷乘用車中,傳統氣門控制系統採用的是節汽閥和凸輪軸。與凸輪軸驅動系統相比,該系統的工作範圍較廣,能耗明顯降低,並且對氣體交換部件進行優化。測試中,火花點火發動機的燃油消耗比傳統氣門控制系統低20%左右。

「FlexWork」項目由瑞士聯邦能源辦公室(SFOE)資助。目前,這一新型氣門系統已在大眾1.4l TSI改裝發動機中投入使用,該發動機由天然氣驅動。所需部件由Empa車間生產,測試發動機的控制系統是由Empa研究人員自行開發。事實上,自2018年10月以來,該氣門總成一直在Empa的發動機試驗台上進行測試,已成功通過數百萬次發動機運轉循環的考驗。FlexWork系統需用的部件成本低廉。既不需要昂貴、非常快的開關氣門,也不需要複雜的傳感器。這項技術不僅適用於內燃機,也適用於壓縮機,Empa正在與發動機製造商討論這項技術的轉讓問題。

(圖源:Empa官網)蓋世汽車迅 據外媒報道,瑞士國家聯邦實驗室Empa的研究人員開發了一種電動液壓無凸輪氣門總成,可以完全自由地調整衝程和定時,同時具有耐用性和成本效益。在乘用車處於典型的低負荷狀態時,新技術能節省20%的燃油。

Empa這一系統的另一特性在於液壓流體的選擇。該系統使用水-乙二醇混合物,即發動機冷卻水,而不是通常使用的油。由於其物理特性,這種介質非常適合快速切換液壓系統,因為它材質較硬,造成的液壓損失少。這使得氣缸蓋完全無油,發動機其餘部分可以使用更便宜的機油,延長更換間隔。

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