随世界汽车保有量的迅速增长与排放法规的日益严苛,发动机的节能减排技术成为近年来国内外研究的热点,其中全可变气门系统作为实现节能减排的重要手段,备受各研究机构和汽车公司的青睐。本课题针对有凸轮和无凸轮驱动式可变气门机构的特点,将凸轮驱动式与电液式可变气门机构的优点相结合,设计了由凸轮驱动的四缸机液压全可变气门系统。根据系统运行原理与所选四缸汽油机参数,在MATLAB/Simulink软件中搭建了四缸机液压可变气门系统仿真模型,将原机凸轮型线转化成高斯函数形式作为初始驱动力输入,然后根据原机摇臂比并通过仿真计算确定挺柱活塞直径与气门活塞分别为18.0mm与16.0mm,管路直径7.0mm,管路弯曲角度为70°。设计了柱塞节流式与孔口节流式两种气门落座缓冲机构,综合对比,选择以短孔为缓冲孔形式的孔口节流式气门落座缓冲机构,确定当缓冲孔径小于1.5mm时,气门的落座速度保证在优秀范围内(小于0.5m/s)。通过控制系统泄油量的方式来实现气门升程与关闭时刻的连续可变,选用HydraForce NV08-21可调式针型节流阀作为调节泄油量的关键部件,根据其流量性能曲线确定调节角度(0°-360°)与节流截面积的关系,将泄油量调节转化为针型阀角度调节,仿真结果也证明了此方案的可行性。在气门驱动系统的进油口安装了CVR0.G18内置式单向阀,减小了不同气缸气门运动时的相互干扰,同时使高低压系统分离,仿真结果显示只要针型阀调节角度一致,各缸气门运动均具有很高的一致性,证明此方式是可行的。在3000r/min和4000r/min转速下进行了系统的模型验证,气门升程曲线偏差均在1%以内,说明仿真模型能够准确反映实际系统。为了实现可变气门系统的实际应用,分别探究了供油压力、温度、转速、针型阀调节角等因素对气门升程、速度、加速度与系统压力波动等系统运动特性的影响,并使发动机在中小负荷下实现了停缸。最后根据样机实际尺寸,对整体机构、挺柱活塞、气门活塞等做了初步结构设计。