全可变配气技术是解决柴油机节能环保问题的关键途径之一,发动机全可变配气技术可以实现气阀开启相位、气阀关闭相位以及气阀升程全可变,提高发动机的功率、扭矩以及燃油效率。对于电控液压全可变配气机构而言,能耗低、高驱动效率一直是研究和关注的重点,建立准确的系统数学模型可以精确地描述执行器的动态特性、非线性特性和系统的控制特性,并可以通过实时仿真实现系统结构和性能优化,为柴油机全可变配气技术的实现提供基础。本文优化设计了一种电液全可变配气执行器,在保留原柴油机气阀和气阀弹簧的基础上,驱动气阀实现配气参数全可变可调。通过分析系统原理和动态特性,解析系统参数之间的关系,将电液全可变配气系统按照液压油泵-溢流阀子系统,电磁阀子系统和执行器子系统三部分建立数学模型。基于Simulink仿真平台搭建系统仿真模型,开展系统性能仿真实验,实现发动机气阀开启相位、气阀关闭相位以及气阀升程的全可变控制。针对中高速柴油机不同转速工况下的优化配气要求,为提高电液执行器驱动效率,以系统流量低,落座速度小和结构简单为优化目标,利用modeFRONTIER软件,通过NSGA-Ⅱ遗传算法开展系统多目标优化设计。在优化设计基础上开展基于增量式PID算法的控制系统建模与仿真,建立的系统控制模块可以实现对气阀开启相位、关闭相位、气阀升程和落座速度的有效控制。按照目标机型设计驱动验证试验方案,搭建试验台架,开展高压输入部分验证试验,验证仿真模型的准确性。仿真与试验验证证结果表明,模型可以真实反映系统动态特性和参数变化。建立的数学模型和控制策略,为实现全可变配气发动机改装提供技术基础。