可变配气定时机构讨论课

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'可变配气定时机构讨论课'
近年来在对发动机的高效率化、降低油耗、提高性能和降低尾气排放的要求越来越高的情况下,作为手段之一的可变配气机构正逐步商业化。 根据内燃机理论上对配气机构的要求,目前成为主流的可变配气机构按功能上可分为两大类:①可变气门正时(Variable Valve Timing,VVT),即气门开启与关闭时刻可变。其原理是低速时,提前关闭进气门减少进气回流;高速时,推迟关闭进气门,充分利用气流的惯性过后充气,提高充气效率.最早是1983年由阿尔法罗密欧公司开始批量生产,现在已逐渐成为主流。②可变气门升程(Variable Valve Lift,VVL),即改变气门开启的最大升程。其原理是在小负荷时,利用较小的气门升程,控制进入缸内的混合气的量,同样可以实现无节气门的负荷控制方式.而且,由于气门升程较小,流过气门的气流速度较快,改善了燃油与空气的混合,进而可以改善燃烧过程。这种机构1992年首次在本田的VTEC发动机上实现。另外,在这两大类的基础上,将①和②同时应用于汽油机在一些高档车上应用逐渐多起来。我们简略介绍六种不同汽车公司开发出来的系统: VTC、VVT-i、VTEC、VVTL-i、Valvetronic、i-VTEC一.VTC1.日产汽车公司称为气门正时控制(VTC),为可变气门正时系统,仅改变进气门的气门正时。2.组成如图3.3所示,由进气凸轮轴前端之控制器总成、气门正时控制阀、 ECM及各传感器所构成。3.ECM由各传感器信号使气门正时控制电磁阀OFF或ON。 当气门正时控制电磁阀OFF时,电磁阀打开,油压从电磁阀泄放,进气门正常时间开闭,由于无气门重叠角度,故怠速平稳;且由于进气门较晚关,故高转速时充填效率高。 当气门正时控制电磁阀ON时,电磁阀关闭,油压进入控制器,使进气凸轮轴位置改变,进气门提前20‘打开, 如图3.5所示,在较低转速时,即可得到较高转矩,如图3.6所示。二.VVT-i1.丰田汽车公司称为智能型可变气门正时(VVT-i),为连续可变气门正时系统,首先应用在丰田汽车的高级房车LEXUS上,目前国产COROLLA、ALTIS及CAMRY也已开始采用。不同的排气量与发动机时,进气门的开启度数有不同变化,例如COROLLAALTIS在2’-42‘BTDC时进气门开启,50‘一10‘ABDC时进气门关闭。 2.VVT-i的设计理念与VANOS相同,都是移动凸轮轴的位置,以改变气门正时与气门重叠角度,只是移动凸轮轴的机构有点不同。3. VVT-i的气门正时连续可变,只针对进气门而设计,排气门的气门正时是固定的。气门正时虽然连续可变,但举升是固定的。4.VVT-i的控制如图3.8所示,ECM接收各传感器信号,经由修正及气门正时实际值的回馈,确立气门正时目标值,以工作时间比的方式控制凸轮轴正时油压控制阀,改变油压之方向或油压之进出,达到使进气门正时提前、延后或固定之目的5.VVT-i的工作原理 发动机电脑接受到下列信号, 发动机 ECU 计算一个最佳的气门正式关闭时间。三.VTEC 1.本田汽车公司称为电子控制可变气门正时与举升系统(VTEC),当改变气门之举升时,气门正时与气门重叠角度随之改变。 2.1980年代中期,本田汽车公司在可变气门正时系统最早开发成功,并应用在量产丰上,以现代每缸四气门发动机为例,驱动进气门的凸轮轴上有两种不同高度的凸轮,利用气 门摇臂内活塞位置的切换,以决定低或高凸轮顶开进气门;甚至每缸凸轮轴上有三种不同高 度的进气凸轮,也是利用气门摇臂内活塞位置之切换,使两支进气门一微开一中开、两支均中开或两支均大开,以达到低速时省油、转矩高,中速时转矩与功率输出兼具,高速时功率大的特点。四.VVTL-i 1.TOYOTA最新的VVTL-i,为连续可变气门正时与二段举升系统,与VVT-i功能相同外,气门并可做二段式举升变化,与VTEC相似。2.VVT-i的二段举升变化,是在凸轮轴与气门间加入摇臂,利用油压,使摇臂销移动,以决定是顶到低、中速凸轮或高速凸轮。当无油压时,摇臂销不动,低、中速凸轮顶到摇臂,气门开度较小;当有油压时,摇臂销向右移动,高凸轮顶到摇臂,气门开度较大。五.Valvetronic 1.BMW最新的Valvetroni ,为连续可变气门正时与举升系统,除了气门正时为连续可变外, 举升可以连续微调变化, 2.举升连续变化,是使摇臂驱动时,非固定圆心转动,而是微偏中心点,虽然量不大,但再经过摇臂的杠杆作用,气门举升即为连续可变,六.i-VTEC1.HONDA最新的i-VTEC,为连续可变气门正时与阶段式举升系统,系VTEC+VTC+ intelligent的结合,与VTEC功能相同外,利用VTC,使气门正时为连续可变。 2.VTC装置,功能与VVT-i的控制器相同,装在凸轮轴前端的VTC执行器,以油压控制,使凸轮轴左右转动,以提前或延迟气门的开启时间,使气门正时可连续变化。
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