文档介绍：发动机可变配气相位技术
Table of Contents
概述
1
可变配气相位的研究状况
2
可变配气相位的工作原理
3
一、概述
发动机可变气门正时技术(VVT,Variable Valve Timing)是针对在常规车用发动机中,因气门定时固定不变而导致发动机某些重要性能在整个运行范围内不能很好地满足需要而提出的。
VVT技术在发动机运行工况范围内提供最佳的配气正时,较好地解决了高转速与低转速,大负荷与小负荷动力性与经济性的矛盾,同时在一定程度上改善了排放性能。
二、可变配气相位的研究状况
Benz公司的500SL型车用V8发动机采用了可变气门正时,使用凸轮轴两点调相法来改变气门正时。在进气门关闭角提前调整的工况,发动机4000r/min全负荷工况下,转矩平均增加15~30Nm,提高了5%~8%,在进气门关闭角之后调整时,标定功率增加15kW,提高了约7%。
本田公司在1989年第一批装用VTEC(Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System),其最大输出功率从原88kW增加到118kW,而且可以达到8000r/min的超高速。本田三段式VTEC式发动机,能在低、中、高3种不同的方式工作,这种三段式机构使发动机油耗在与VTEC-E相同的情况下,功率提高了40%,最大功率96kW(64kW/L)。
二、可变配气相位的研究状况
VVT机构在实现产品过程中经历了3个阶段:
进气凸轮轴两级调相机构,如奔驰的VVT机构;
变换凸轮形线机构,如本田三段式VTEC机构;
全可变配气相位机构。该机构能够实现对气门正时和升程的综合控制,最终将取代节气门控制发动机负荷,如FEV电磁控制全可变气门机构,福特的EVC无凸轮轴电控液压可变配气相位机构
三、可变配气相位的工作原理
发动机的配气相位机构负责向气缸提供汽油燃烧做功所必须的新鲜空气,并将燃烧后的废气排出,这一套动作可以看做是人体吸气和呼气的过程。从工作原理上讲,配气相位机构的主要功能是按照一定的时限来开启和关闭各气缸的进、排气门,从而实现发动机气缸换气补给的整个过程。
(一)气门重叠角对发动机性能的影响
“气门重叠角”来弥补进气不足和排气不净的缺憾。
当转速越高时,要求的气门重叠角度越大。
但在低转速工况下,过大的气门重叠角则会使得废气过多的泻入进气端,吸气量反而会下降,气缸内气流也会紊乱。
所以为了解决这个问题,就要求配气相位可以根据发动机转速和工况的不同进行调节,高低转速下都能获得理想的进、排气效率,这就是可变气门正时技术开发的初衷。
(二)配气相位机构的结构
发动机的气门通常由凸轮轴带动,对于没有可变气门正时技术的普通发动机而言,进、排气们开闭的时间都是固定的,但是这种固定不变的气门正时却很难顾及到发动机在不同转速和工况时的需要。
(三)VVT工作原理简述
工作原理为:该系统由ECU协调控制,发动机各部位的传感器实时向ECU报告运转情况。由于在ECU中储存有气门最佳正时参数,所以ECU会随时对正时机构进行调整,从而改变气门的开启和关闭时间,或提前、或滞后、或保持不变。
简单的说,VVT系统就是通过在凸轮轴的传动端加装一套液力机构,从而实现凸轮轴在一定范围内的角度调节,也就相当于对气门的开启和关闭时刻进行了调整
(1)本田i-vtec系统工作原理
VTEC中的凸轮有三个。它们的线型不同;
中间凸轮(高速凸轮)---它的升程最大;
主凸轮(低速凸轮)
次凸轮---最低的凸轮
中间凸轮--是按发动机双进双排气门工作最佳输出功率的要求而设计的,
主凸轮---是按发动机低速工作时单气门工作要求设计的,
次凸轮---只是稍微高出基圆,是在发动机怠速运行时,通过次摇臂稍微打开次气门,以免燃油集聚在进次气门口。
与三个凸轮相对应的是中间摇臂、主摇臂与次摇臂,两个进气门分别安装在主、次摇臂上。
在三个揺臂内有一个孔道,内装有正时活塞,A、B同步活塞和定位活塞,它们的位置受油压控制。每个气缸的两个进气门上都安装有可变配气相位控制机构。