前言

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

圖1 連續式氣門升程可變系統（CVVL系統）

CVVL系統對起動的影響

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

圖2 不同升程下起動轉速表現

從不同升程下起動的轉速對比我們可以看到，在不修改起動及起動后數據的前提下，較小升程起動都會導致轉速上沖過程中出現轉速平臺。現在以0.8mm升程的起動表現為例進行分析。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升程。我們可以看到起動后VVL的升程從最小升程將變為怠速的最大升程，VVL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，發動機轉速已經逐漸上升。雖然節氣門開度（圖中粉色線）已經開始增大，但由于VVL升程很小，導致進氣量（ml圖中藍色線）仍然偏小，轉速上沖變緩慢。而當VVL升程逐漸增加時，節氣門開度也增大了，進氣量足夠轉速開始二次上沖。所以由于起動和起動后VVL目標升程不同，以及升程變化延遲時間、變化速率的影響，當起動前后VVL目標升程變化較大時，會由于VVL的變化導致氣量變化，進而導致轉速上沖不暢。

圖3 0.8mm升程的起動及起動后表現

CVVL系統對起動排放的影響

為了對比不同升程下的排放結果，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。分析原因可以從轉速對比圖中找到（圖2），可以看到在中大升程起動時，轉速Overshoot及轉速上沖略有不同，但相差不大。最小升程起動時，轉速出現了明顯的上沖不暢現象，而且出現了失火現象。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

結語

綜上，我們可以看到在不優化起動數據的基礎上，直接采用最小VVL升程起動，會導致轉速的表現變差，進而也會導致排放物HC的增加。 同時，不同升程下的起動表現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。