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国外内燃机
新型凸轮轴相位调节系统的潜力
P.SolfrankJ.Dietz【德】
2017年第4期
摘要：发动机换气越来越关注降低原始排放，尤其是降低非稳态运行条件下的原始排放。采用新
型的凸轮轴相位调节系统在低的机油压力和发动机转速下仍能高效地工作，正如Schaeffler公司带有整体式贮油腔的液力调节器所证明的那样，机电式凸轮轴相位调节器与机油液压供应无关。
关键词：减排相位调节器
管路优化
1可变式换气的开发目标
随着欧6c标准废气排放限值和CO，排放限值的实施，已显著地改善了车用发动机的废气排放间题。目前，不仅要在试验台上测试时满足废气排放限值，而且更要在用户实际使用运行中满足废气排放限值，因而产生了动态试验循环，例如全球统一的轻型车试验循环（WLTC)。同时对道路废气排放测试作出了具有约束力的规定，从2017年开始欧洲将实施实际行驶排放法规(RDE)。
为了进一步降低整个发动机特性曲线场中的比
燃油耗和有害物原始排放。目前已进行了一系列 RDE试验，根据驾驶员、行驶路段和不同的车辆进行测试，测量结果中已包括了非常宽广的特性曲线场范围，这也证实了在柴油机和汽油机上，可能导致排放超标的一致性因素[1]。
在动态试验循环中，优化空气管路也就是优化换气具有显著的效果，尤其是在强烈的发动机瞬态运行时会出现废气排放的峰值。而采用全可变气门机构可使气门开启与曲柄连杆机构完全脱离相位关系[23’。Schaeffler公司从2009年以来成功地量产了1种电液式可变系统，这种可改变气门开启和关闭时间的凸轮轴相位调节系统其有较低的结构设计成本。从1996年以来，Schaeffler公司已生产了各
种不同结构的液压式凸轮轴相位调节器。 2液压式凸轮轴相位调节器
因为在负荷突变时发动机的原始排放会暂时急剧增大。对凸轮轴相位调节器最重要的要求是在保持高的调节精度和稳定性的同时具有高的调节速度。其技术难点在于，为了降低驱动机油泵的损失功率，准备好的机油压力和在此压力下可供使用的机油体积流量持续地降低，特别是在低转速情况下，
万方数据
为了能确保满足迅速调节的要求，机油供应准备的能量几乎是不足够的。
在液压式凸轮轴相位调节系统中，调节室中的机油量与调节角度之间原则上存在着线性关系。在传统调节器中，为了调节凸轮轴1°相位角，需要约 0.5mL机油（典型值）。如果由机油泵来直接推动调节，那么准备好的机油体积流量的功能就是调节速度。应用了机油贮存腔就能够避免这种依赖关系}，并且能暂时补偿机油泵供油速率的不足。图1 示出了Schaeffler公司开发的各种不同凸轮轴相位调节系统调节速度和机油需求量2种不同要求的比较。
液压式凸轮轴相位调节系统
紧淡型
标准型 HCP利医商商
改进型 HCP和中心阔
蓄压式 HCP和蓄压器
8
“—机油需求量调节速度
HCP 内部赔油腔
中心锁定式HCP
ECP
HCP：液压式凸轮轴相位调节器ECP：电动凸轮轴相位调节器图1Schaeffler公司各种凸轮轴相位调节器的结构型式和性能
Schaeffler公司开发的紧凑型液压式凸轮轴相位调节器因内部集成了1个贮油腔.其调节速度比标准型更快（图2).并在机油需求量明显降低的时候不影响其调节速度，因新的调节系统的调节速度对温度的依赖关系比传统调节系统更小，甚至在一15的环境温度下仍能在整个范围内获得显著的调节效果。
紧凑型凸轮轴相位调节器的机油贮油腔被完全