4.汽缸盖和配气机构模块的构造
电液式全可变配气系统在开发阶段就已优化了MultiAir模块所需的结构空间,以便将其对汽缸盖的影响降低到最小程度。第一个目标是简化汽缸盖的构造(见图5),菲亚特公司决定用一根凸轮轴的结构型式替代两根凸轮轴的结构型式,每个进气门通过MultiAir模块由附加在排气凸轮轴上的凸轮来控制,凸轮轴承数的减少也有利于降低摩擦。
第二步的目标是降低系统成本,试验了一种简化的执行机构(见图6)。虽然用一个电磁阀仅控制一个进气门的基本结构型式在气门控制方面提供了最大的灵活性,但结构比较复杂,造价也比较昂贵。电液式全可变配气系统采用了新的结构型式,这种结构型式下每个汽缸的两个进气门通过同一个机油室与泵油活塞相连接。采用这种结构型式可将电磁阀、泵油活塞、滚轮摇臂和进气凸轮的数量减少一半,并采用新的气门控制策略(多次升程)继续保持进气门控制所必需的灵活性。
5.气门控制模块的标准化
电液式全可变配气系统的设计方案确认后,菲亚特集团与依纳-舍费勒公司签署了生产MultiAir模块的合作和许可证协议。目前的解决方案包括所有重要的液压组件在内的整个模块,因为部件的标准化对于降低成本起着重要作用,昂贵的组件(液压活塞、制动器和电磁阀)对于不同发动机而言是统一的,而总体布置方案要根据发动机特定的汽缸盖结构进行适应性设计。
六、电子控制
开发一个先进的整体式发动机电子控制系统能够充分发挥所有的系统潜力。MultiAir模块与专用集成电路、功率级和软件模型等包含在发动机电控单元中,发动机电子控制的标准软件集成了MultiAir技术中用于空气进气和燃烧控制的控制策略,并集成为唯一的发动机电控单元(见图7),为系统的批量生产提供了极大的方便,也改善了系统性能和耐久性,同时降低了整个系统的制造成本。
七、MultiAir技术的潜力和展望
从前文 所 述分析,未 来 新 一 代的MultiAir技术将向以下方向发展:① 在直喷式汽油机上应用MultiAir空气量直接控制,从而进一步改善发动机的响应特性和燃油耗;② 实现更为复杂的气门多段开启策略,进一步降低有害物排放;③革新发动机-涡轮增压器的调整,以便采用增压压力与气门开启策略的最佳组合来控制进气量。原本为汽油机开发的新型MultiAir电液式配气技术也为柴油机进一步降低有害物排放提供了广阔的前景。通过内部废气再循环,能将氮氧化物最多降低30%,优化气门控制策略能使冷启动和暖机期间的HC和CO排放最多降低40%。由于发动机在瞬态过渡工况运行时采用了高动态的空气流量控制,使得柴油机颗粒捕集器和氮氧化物吸附式催化器的处理和再生更为有效,从而进一步降低了有害物排放。驱动技术的发展可能导致汽油机和柴油机的构造越来越趋向一致,因此可以预计,MultiAir电液式配气机构汽缸盖的设计和发展,将合理地应用于汽油和柴油这两种燃烧系统。