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随着汽车行业的迅猛发展,能源与环境问题已经成为急需解决的两大难题。可变气门技术通过调节发动机气门的正时与升程,使汽车燃油得到充分利用并能有效地降低汽车排放对环境的影响,因此在发动机上得到广泛应用。本文以CA498柴油机为原型机,提出了一种新型电控液压可变气门系统,根据液压系统工作参数的计算对主要系统部件进行设计。然后建立旋转阀、蓄能器以及液压缸等系统部件工作的数学模型,利用Simulink软件搭建整个系统仿真模型。仿真分析旋转阀开闭、液压缸油压、蓄能器压力以及气门运动等系统动态性能,并通过台架试验验证仿真结果。蓄能器压力与气门升程的仿真与试验对比结果十分接近,这表明仿真模型能够反映真实系统。提出可变气门系统能量回收改进方案,建立带能量回收的可变气门系统Simulink仿真模型。仿真分析改进后系统的电磁阀控制、蓄能器压力等动态特性并对比分析有、无能量回收气门系统的动态性能与能耗。分析结果表明带能量回收气门系统对改进前系统的气门运动以及液压缸油压等动态性能影响很小并且该系统节能约20%。然后通过仿真分析气门弹簧刚度、蓄能器初值压力等参数对气门运动的影响,优化系统结构设计。为分析可变气门系统对柴油机性能影响,建立原柴油机的GT-Power模型并通过台架试验验证。验证结果表明柴油机有效性能指标如功率、转矩等试验与仿真误差范围较小,原柴油机仿真模型能够反映柴油机真实的工作情况。在此基础上建立带可变气门系统的柴油机GT-Power仿真模型,并以最低燃油消耗率为目标对气门相位进行优化。对比仿真分析柴油机优化前后的性能,分析结果显示优化后的柴油机动力性提升7%~11%,经济性提升6~9%,带可变气门系统后柴油机总体节能效果明显。