一直以来,汽油机部分负荷燃油经济性受到其节气门负荷控制方式所带来的泵气损失的限制。利用可变气门驱动机构通过调整气门开启时刻、气门开启持续期及气门最大升程可实现汽油机取消节气门并通过气门完成发动机负荷控制。然而通过调整气门运动实现无节气门负荷控制有多种方式,而不同负荷控制方式也势必对整个发动机进气过程及各项性能指标带来不同的影响。研究首先基于GT-Power软件建立了一台汽油机的一维仿真模型,并以气门开启时刻、气门开启持续期为自变量,气门最大升程为因变量实现不同的无节气门负荷控制探究了不同负荷控制方式对发动机泵气损失、进气初期流速、燃烧持续期、滞燃期及燃油经济性的影响并主要得出以下结论:1.采用无节气门负荷控制方式未必会降低发动机泵气损失,对于气门开启时刻相同的不同无节气门负荷控制方式,发动机泵气损失随气门开启持续期增加而有所增加;对于气门开启持续期相同的不同无节气门负荷控制方式,发动机泵气损失随气门开启时刻的推迟而有所增加。采用原机气门开启时刻(气门开启时刻最为提前),气门开启持续期最短的负荷控制方式发动机泵气损失降低最为明显,可降低全转速范围内中小负荷工况泵气损失约40%-50%。2.对于气门开启时刻相同的不同无节气门负荷控制方式,进气初期气流流速随气门开启持续期的增加而有所增加;对于气门开启持续期相同的不同无节气门负荷控制方式,进气初期气流流速随气门开启时刻的推迟而有所增加。3.对于气门开启时刻相同的不同无节气门负荷控制方式,滞燃期及燃烧持续期随气门开启持续期的增加而缩短;对于气门开启持续期相同的不同无节气门负荷控制方式,滞燃期及燃烧持续期随气门开启时刻的推迟而缩短。4.对于气门开启时刻相同的不同无节气门负荷控制方式,发动机燃油经济性随气门开启持续期的缩短而有所提升;对于气门开启持续期相同的不同无节气门负荷控制方式,发动机燃油经济性随气门开启时刻的提前而有所提升。采用原机气门开启时刻(气门开启时刻最为提前),气门开启持续期最短的负荷控制方式可使发动机燃油经济性提升最为明显,可提升全转速范围内小负荷工况燃油经济性约5%-6%,在中等负荷约3%-4%。研究为进一步深入探讨不同负荷控制方式对发动机进气过程的影响,从进气流场角度出发,基于AVL_FIRE软件建立了该汽油机的三维仿真模型,并针对2200r/min,25%负荷工况下两个典型的负荷控制方式:使燃油经济性及泵气损失改善最为明显的气门开启持续期为144°CA,气门最大升程为3.6mm的负荷控制方式(a负荷控制方式)及对相同气门开启时刻下燃烧改善最为明显的气门开启持续期为238°CA,气门最大升程为0.9mm的负荷控制方式(b负荷控制方式)探究不同负荷控制方式对缸内滚流、涡流及湍流的影响并得出以下结论:1.a负荷控制方式较低的气门升程虽然可以使进气初期的进气流速有所增加,但由于气门开启持续期短,进气门的提前关闭导致新鲜充量无法持续对缸内气流运动提供足够的能量,因此限制了缸内整体气流运动的强度,缸内滚流运动、涡流运动及湍流运动均较弱于原机负荷控制方式。2.b负荷控制方式气门最大升程小,会在气门阀座处产生高速的进气射流,高速的射流运动带动了较高的缸内气流运动速度,同时该负荷控制方式进气门左侧的高速气流运动使缸内在进气行程后期形成了靠近气缸左侧的逆时针滚流运动,其与靠近气缸右侧的大尺度滚流相互抵消明显,限制了其滚流比的提升。b负荷控制方式的低气门升程所引起的进气高速射流运动会在压缩行程中期形成靠近活塞凹坑侧明显的单涡流运动,使缸内涡流比显著提升。b负荷控制方式可有效提升缸内湍流强度,湍流强度峰值出现较晚,其峰值约为原机负荷控制方式的一倍,缸内湍动能在点火时刻附近明显大于其他负荷控制方式。