（圖源：Empa官網(wǎng)）

　　據(jù)外媒報道，瑞士國家聯(lián)邦實驗室Empa的研究人員開發(fā)了一種電動液壓無凸輪氣門總成，可以完全自由地調(diào)整沖程和定時，同時具有耐用性和成本效益。在乘用車處于典型的低負荷狀態(tài)時，新技術能節(jié)省20%的燃油。

　　在FlexWork系統(tǒng)中，氣門由液壓驅(qū)動，通過電磁線圈進行電氣控制。通電后，專門設計的氣門就會打開，液壓流體會在數(shù)毫秒內(nèi)按照需求迅速打開氣體交換閥。切斷電流時，又通過彈簧力關閉氣體交換閥，并將打開時用的大部分液壓能量送回液壓系統(tǒng)。在典型的低負荷乘用車中，傳統(tǒng)氣門控制系統(tǒng)采用的是節(jié)汽閥和凸輪軸。與凸輪軸驅(qū)動系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)的工作范圍較廣，能耗明顯降低，并且對氣體交換部件進行優(yōu)化。測試中，火花點火發(fā)動機的燃油消耗比傳統(tǒng)氣門控制系統(tǒng)低20%左右。

　　通過選擇操作參數(shù)，比如智能負荷控制、缸內(nèi)殘留氣體量(廢氣再循環(huán))，或者自行關閉不需要的缸，可以自由調(diào)整各氣缸的開關時間和氣門升程，在不同循環(huán)狀態(tài)下，每一臺發(fā)動機的運行狀況都會有所不同。因此，發(fā)動機可以高度適應新型可再生燃料，如甲醇或乙醇等含氧燃料，允許汽缸內(nèi)留下更多的剩余氣體；對于抗爆性能更好的天然氣、沼氣和合成氣（由風能和太陽能產(chǎn)生），也可以靈活應對。此外，該系統(tǒng)嘗試實現(xiàn)替代燃燒概念，例如均質(zhì)自燃，即在壓縮結束時，通過合理設置，適時點燃空氣混合物燃料，而不需要點火火花。這種混合物燃燒時幾乎沒有污染。

　　Empa這一系統(tǒng)的另一特性在于液壓流體的選擇。該系統(tǒng)使用水-乙二醇混合物，即發(fā)動機冷卻水，而不是通常使用的油。由于其物理特性，這種介質(zhì)非常適合快速切換液壓系統(tǒng)，因為它材質(zhì)較硬，造成的液壓損失少。這使得氣缸蓋完全無油，發(fā)動機其余部分可以使用更便宜的機油，延長更換間隔。

　　“FlexWork”項目由瑞士聯(lián)邦能源辦公室（SFOE）資助。目前，這一新型氣門系統(tǒng)已在大眾1.4l TSI改裝發(fā)動機中投入使用，該發(fā)動機由天然氣驅(qū)動。所需部件由Empa車間生產(chǎn)，測試發(fā)動機的控制系統(tǒng)是由Empa研究人員自行開發(fā)。事實上，自2018年10月以來，該氣門總成一直在Empa的發(fā)動機試驗臺上進行測試，已成功通過數(shù)百萬次發(fā)動機運轉循環(huán)的考驗。FlexWork系統(tǒng)需用的部件成本低廉。既不需要昂貴、非常快的開關氣門，也不需要復雜的傳感器。這項技術不僅適用于內(nèi)燃機，也適用于壓縮機，Empa正在與發(fā)動機制造商討論這項技術的轉讓問題。