前言

連續(xù)式氣門升程可變系統(tǒng)（即CVVL系統(tǒng) 圖1），通過改變氣門升程以適應(yīng)發(fā)動機的不同工況，能夠提升發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性、動態(tài)扭矩響應(yīng)。連續(xù)氣門升程可變機構(gòu)配合連續(xù)進排氣相位可變機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)更加靈活的進氣充量和內(nèi)部殘余廢氣量控制，有助于進一步提高汽油機燃油經(jīng)濟性和降低廢氣污染物排放。但在起動階段CVVL系統(tǒng)的影響效果未知。為了了解CVVL系統(tǒng)對起動及起動段排放的影響，對不同升程下的起動表現(xiàn)進行了試驗分析。

圖1 連續(xù)式氣門升程可變系統(tǒng)（CVVL系統(tǒng)）

CVVL系統(tǒng)對起動的影響

首先進行了不同氣門升程下的起動對比，相同起動數(shù)據(jù)下，不同可變氣門升程（VVL）的起動對比結(jié)果如下圖所示。在對比圖（圖2）中我們可以看到隨著起動升程的減小，起動的轉(zhuǎn)速（Overshoot）逐漸降低，而且轉(zhuǎn)速上沖明顯越來越不順暢，最小升程起動甚至出現(xiàn)了轉(zhuǎn)速跌坑。從轉(zhuǎn)速表現(xiàn)可以看出改變VVL升程會對起動的轉(zhuǎn)速表現(xiàn)產(chǎn)生明顯影響，但并沒有導(dǎo)致熄火等嚴(yán)重的安全性問題。

圖2 不同升程下起動轉(zhuǎn)速表現(xiàn)

從不同升程下起動的轉(zhuǎn)速對比我們可以看到，在不修改起動及起動后數(shù)據(jù)的前提下，較小升程起動都會導(dǎo)致轉(zhuǎn)速上沖過程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)速平臺。現(xiàn)在以0.8mm升程的起動表現(xiàn)為例進行分析。測量文件如圖3所示，VVL升程（圖中黑色線）在起動過程中為0.8mm升程，起動后升程開始變化，從最小升程變到目標(biāo)升程。我們可以看到起動后VVL的升程從最小升程將變?yōu)榈∷俚淖畲笊蹋琕VL首先保持小升程，一定延遲時間后，按照一定的速率逐漸增大到最大升程。而這一過程中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速已經(jīng)逐漸上升。雖然節(jié)氣門開度（圖中粉色線）已經(jīng)開始增大，但由于VVL升程很小，導(dǎo)致進氣量（ml圖中藍(lán)色線）仍然偏小，轉(zhuǎn)速上沖變緩慢。而當(dāng)VVL升程逐漸增加時，節(jié)氣門開度也增大了，進氣量足夠轉(zhuǎn)速開始二次上沖。所以由于起動和起動后VVL目標(biāo)升程不同，以及升程變化延遲時間、變化速率的影響，當(dāng)起動前后VVL目標(biāo)升程變化較大時，會由于VVL的變化導(dǎo)致氣量變化，進而導(dǎo)致轉(zhuǎn)速上沖不暢。

圖3 0.8mm升程的起動及起動后表現(xiàn)

CVVL系統(tǒng)對起動排放的影響

為了對比不同升程下的排放結(jié)果，我們采用MEXA-584L測得起動后的前十秒的HC積分值來進行對比。對比結(jié)果如下表所示。在表中可以看到大部分升程下的HC值相差不多，但最小升程0.8mm的HC值明顯增加。考慮到MEXA-584L的測量誤差，可以認(rèn)為在1.5mm升程以上起動段的排放變化不大，而最小升程0.8mm的排放HC增多。

圖4 不同升程下的起動段排放HC積分值對比

為了進一步分析升程對起動段排放的影響，我們將584的測量秒采結(jié)果進行對比，如圖5所示。在圖中可以更明顯地看到，在最小升程的起動段，HC濃度明顯高于其他升程的起動。分析原因可以從轉(zhuǎn)速對比圖中找到（圖2），可以看到在中大升程起動時，轉(zhuǎn)速Overshoot及轉(zhuǎn)速上沖略有不同，但相差不大。最小升程起動時，轉(zhuǎn)速出現(xiàn)了明顯的上沖不暢現(xiàn)象，而且出現(xiàn)了失火現(xiàn)象。起動失火將會帶來大量的HC排放，這也就解釋了為什么最小升程排放大量增加的原因。

圖5 不同升程下的起動段排放HC秒采值對比

結(jié)語

綜上，我們可以看到在不優(yōu)化起動數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，直接采用最小VVL升程起動，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)速的表現(xiàn)變差，進而也會導(dǎo)致排放物HC的增加。 同時，不同升程下的起動表現(xiàn)很大程度上也受到了起動后的VVL的升程、延遲時間、變化速率的影響。