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(圖源：Empa官網(wǎng))

蓋世汽車迅 據(jù)外媒報(bào)道，瑞士國(guó)家聯(lián)邦實(shí)驗(yàn)室Empa的研究人員開發(fā)了一種電動(dòng)液壓無凸輪氣門總成，可以完全自由地調(diào)整沖程和定時(shí)，同時(shí)具有耐用性和成本效益。在乘用車處于典型的低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，新技術(shù)能節(jié)省20%的燃油。

在FlexWork系統(tǒng)中，氣門由液壓驅(qū)動(dòng)，通過電磁線圈進(jìn)行電氣控制。通電后，專門設(shè)計(jì)的氣門就會(huì)打開，液壓流體會(huì)在數(shù)毫秒內(nèi)按照需求迅速打開氣體交換閥。切斷電流時(shí)，又通過彈簧力關(guān)閉氣體交換閥，并將打開時(shí)用的大部分液壓能量送回液壓系統(tǒng)。在典型的低負(fù)荷乘用車中，傳統(tǒng)氣門控制系統(tǒng)采用的是節(jié)汽閥和凸輪軸。與凸輪軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)的工作范圍較廣，能耗明顯降低，并且對(duì)氣體交換部件進(jìn)行優(yōu)化。測(cè)試中，火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗比傳統(tǒng)氣門控制系統(tǒng)低20%左右。

通過選擇操作參數(shù)，比如智能負(fù)荷控制、缸內(nèi)殘留氣體量(廢氣再循環(huán))，或者自行關(guān)閉不需要的缸，可以自由調(diào)整各氣缸的開關(guān)時(shí)間和氣門升程，在不同循環(huán)狀態(tài)下，每一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況都會(huì)有所不同。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)可以高度適應(yīng)新型可再生燃料，如甲醇或乙醇等含氧燃料，允許汽缸內(nèi)留下更多的剩余氣體;對(duì)于抗爆性能更好的天然氣、沼氣和合成氣(由風(fēng)能和太陽能產(chǎn)生)，也可以靈活應(yīng)對(duì)。此外，該系統(tǒng)嘗試實(shí)現(xiàn)替代燃燒概念，例如均質(zhì)自燃，即在壓縮結(jié)束時(shí)，通過合理設(shè)置，適時(shí)點(diǎn)燃空氣混合物燃料，而不需要點(diǎn)火火花。這種混合物燃燒時(shí)幾乎沒有污染。

Empa這一系統(tǒng)的另一特性在于液壓流體的選擇。該系統(tǒng)使用水-乙二醇混合物，即發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水，而不是通常使用的油。由于其物理特性，這種介質(zhì)非常適合快速切換液壓系統(tǒng)，因?yàn)樗馁|(zhì)較硬，造成的液壓損失少。這使得氣缸蓋完全無油，發(fā)動(dòng)機(jī)其余部分可以使用更便宜的機(jī)油，延長(zhǎng)更換間隔。

“FlexWork”項(xiàng)目由瑞士聯(lián)邦能源辦公室(SFOE)資助。目前，這一新型氣門系統(tǒng)已在大眾1.4l TSI改裝發(fā)動(dòng)機(jī)中投入使用，該發(fā)動(dòng)機(jī)由天然氣驅(qū)動(dòng)。所需部件由Empa車間生產(chǎn)，測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)是由Empa研究人員自行開發(fā)。事實(shí)上，自2018年10月以來，該氣門總成一直在Empa的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，已成功通過數(shù)百萬次發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)的考驗(yàn)。FlexWork系統(tǒng)需用的部件成本低廉。既不需要昂貴、非常快的開關(guān)氣門，也不需要復(fù)雜的傳感器。這項(xiàng)技術(shù)不僅適用于內(nèi)燃機(jī)，也適用于壓縮機(jī)，Empa正在與發(fā)動(dòng)機(jī)制造商討論這項(xiàng)技術(shù)的轉(zhuǎn)讓問題。