汽車可變氣門正時

發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)

惠金芹2013-11-8主要內(nèi)容一、傳統(tǒng)的發(fā)動機配氣機構(gòu)二、本田發(fā)動機VTEC技術(shù)三、豐田發(fā)動機VVT-i技術(shù)四、豐田發(fā)動機雙VVT-i技術(shù)五、豐田發(fā)動機VVTL技術(shù)六、大眾可變進氣歧管技術(shù)七、大眾可變配氣相位技術(shù)一、發(fā)動機的配氣機構(gòu)∵配氣機構(gòu)的組成及工作原理∵曲軸氣門凸輪軸曲軸正時齒輪凸輪軸正時齒輪一、發(fā)動機的配氣機構(gòu)∵傳統(tǒng)配氣機構(gòu)性能分析∵一、發(fā)動機的配氣機構(gòu)∵傳統(tǒng)配氣機構(gòu)性能分析∵一汽—大眾1.6L2V75kwBFQ發(fā)動機發(fā)動機外特性曲線一、發(fā)動機的配氣機構(gòu)∵傳統(tǒng)配氣機構(gòu)性能分析∵結(jié)論：1、無法兼顧發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速的進氣要求。2、無法滿足發(fā)動機在轉(zhuǎn)速大幅度變化時對動力性的需求。3、導致油耗增大，排放標準降低。發(fā)動機可變氣門正時：簡稱VVT（VariableValveTiming）；隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高，短促的進排氣時間往往會引起發(fā)動機進氣不足，排氣不凈等現(xiàn)象，因此可變氣門正時系統(tǒng)出現(xiàn)，它就是根據(jù)轎車的運行狀況，隨時改變配氣相位，改變氣門升程和氣門開啟的持續(xù)時間（氣門升程就像氣門開啟的角度，氣門正時就像氣門開啟的時間，進氣歧管就像各個閘道的欄桿）。發(fā)動機進排氣過程中，會出現(xiàn)一個進氣門和排氣門同時開啟的時刻，在配氣相位上稱為“重疊階段或氣門重疊角”。在高轉(zhuǎn)速下，為了達到更好的進氣量，提高發(fā)動機的功率，就要求氣門重疊角更大（進氣門提前打開、或者排氣門晚關(guān)）；但在低轉(zhuǎn)速或者怠工時，過大的重疊角則會導致廢氣過多的進入進氣歧管，使缸內(nèi)氣流混亂，從而導致低速扭矩較低，因此低速時需要減小重疊角（進氣門延時打開），此時燃燒會更充分更穩(wěn)定。因此孕育出可變氣門正時技術(shù)?？勺儦忾T升程：可以使發(fā)動機在不同的轉(zhuǎn)速提供不同的氣門升程，低轉(zhuǎn)速時使用較小的氣門升程，有利于缸內(nèi)氣流的合理混合，增加發(fā)動機的低速輸出扭矩；在高速時使用較大的升程，可以提高發(fā)動機的進氣量，從而提高功率輸出。本田公司的i-VTEC是目前使用最廣泛的可變氣門升程系統(tǒng)（i-VTEC擁有連續(xù)可變氣門正時、分段可調(diào)氣門升程技術(shù)）。二、本田發(fā)動機VTEC技術(shù)90年代初，本田公司推出了一種既可改變配氣定時，又能改變氣門運動規(guī)律的可變配氣定時——升程的控制機構(gòu)，稱為VTEC機構(gòu)。本田雅閣F22B1發(fā)動機二、本田發(fā)動機VTEC技術(shù)VTEC原理：在VTEC系統(tǒng)中，其進氣凸輪軸上分別有三個凸輪面，分別頂動搖臂軸上的三個搖臂，當發(fā)動機處于低轉(zhuǎn)速或者低負荷時，三個搖臂之間無任何連接，左邊和右邊的搖臂分別頂動兩個進氣門，使兩者具有不同的正時及升程，以形成擠氣作用效果。此時中間的高速搖臂不頂動氣門，只是在搖臂軸上做無效的運動。當轉(zhuǎn)速在不斷提高需要變換為高速模式時，電腦就發(fā)出一個信號打開VTEC電磁閥，使壓力機油進入搖臂軸內(nèi)頂動活塞，使三只搖臂連接成一體，并且由時間最長、升程最大的進氣凸輪來驅(qū)動氣門，使兩只氣門都按高速模式工作。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低到氣門正時需要再次變換時，電腦再次發(fā)出信號，打開VTEC電磁閥壓力開頭，使壓力機油泄出，氣門再次回到低速工作模式（分段性的）。

二、本田發(fā)動機VTEC技術(shù)VTEC技術(shù)仍有其不足！二、本田發(fā)動機VTEC技術(shù)∵本田i-VTEC技術(shù)∵可變氣門正時系統(tǒng)。當今高性能發(fā)動機普遍配備該系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過配備的控制及執(zhí)行系統(tǒng)，對發(fā)動機凸輪的相位進行調(diào)節(jié)，從而使得氣門開啟、關(guān)閉的時間隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化而變化，以提高充氣效率，增加發(fā)動機功率。

三、豐田發(fā)動機VVT-i技術(shù)VVT（VariableValveTiming），即“可變氣門正時”。三、豐田發(fā)動機VVT-i技術(shù)VVT-i（VariableValveTimingwithintelligence），即“智能可變氣門正時”。

該系統(tǒng)的最大特點是可根據(jù)發(fā)動機的狀態(tài)控制進氣凸輪軸（如佳美2.4、花冠等），通過調(diào)整凸輪軸轉(zhuǎn)角對配氣時機進行優(yōu)化，以獲得最佳的配氣正時，從而在所有速度范圍內(nèi)提高扭矩，并能大大改善燃油經(jīng)濟性，有效提高汽車的功率與性能，減少油耗和廢氣排放。三、豐田發(fā)動機VVT-i技術(shù)∵VVT-i系統(tǒng)組成∵VVT-i原理：當發(fā)動機由低速向高速轉(zhuǎn)換時，電子計算機（ECU）通過分析就自動地將機油壓向進氣凸輪軸驅(qū)動齒輪內(nèi)的小渦輪，在壓力的作用下，小渦輪就相對于齒輪殼旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而使凸輪軸在60度的范圍內(nèi)向前或向后旋轉(zhuǎn)，從而改變進氣門開啟的時刻，達到連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時的目的。VVT-i系統(tǒng)是通過調(diào)整凸輪軸轉(zhuǎn)角配氣正時進行優(yōu)化，從而提高發(fā)動機在所有轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的動力性、燃油經(jīng)濟性，降低尾氣的排放。VVT－i系統(tǒng)由傳感器、ECU和凸輪軸液壓控制閥、控制器等部分組成。三、豐田發(fā)動機VVT-i技術(shù)∵VVT-i控制器∵VVT-i控制過程螺旋槽式VVT－i控制器包括正時皮帶驅(qū)動的外齒輪、與進氣凸輪軸剛性連接的內(nèi)齒輪，以及一個位于內(nèi)齒輪與外齒輪之間的可移動活塞，活塞表面有螺旋形花鍵，活塞沿軸向移動，會改變內(nèi)、外齒輪的相位，從而產(chǎn)生氣門配氣相位的連續(xù)改變。四、豐田發(fā)動機雙VVT-i技術(shù)∵雙VVT-i（DualVVT-i）發(fā)動機基本構(gòu)成∵四、豐田發(fā)動機雙VVT-i技術(shù)∵雙VVT-i控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)∵五、豐田發(fā)動機VVTL技術(shù)∵VVTL結(jié)構(gòu)組成∵L-lift氣門升程五、豐田發(fā)動機VVTL技術(shù)∵VVTL工作過程∵低速時：低速凸輪帶動兩個搖臂開閉氣門，高速凸輪空轉(zhuǎn)。高速時：高速凸輪帶動兩個搖臂開閉氣門，低速凸輪空轉(zhuǎn)。五、豐田發(fā)動機VVTL技術(shù)∵VVTL-i發(fā)動機特性圖線∵豐田Celica1.8L五、可變進氣歧管技術(shù)∵發(fā)動機進氣特性∵低速時由于空氣流速慢，單位時間內(nèi)進入到汽缸的氣體量少，若要滿足發(fā)動機低速大扭矩輸出的需要，須減小進氣管道直徑。高速時雖然空氣流速增加，但氣門打開時間變得極為短暫，若要滿足發(fā)動機高速大功率輸出的需要，須增大進氣管道直徑。

五、可變進氣歧管技術(shù)進氣管（行程/橫截面積可變）ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，通過改變翻板位置來改變進氣行程轉(zhuǎn)速低于4000rpm以-長行程轉(zhuǎn)速高于4000rpm-短行程

五、可變進氣歧管技術(shù)扭矩帶進氣歧管轉(zhuǎn)換的發(fā)動機扭矩曲線扭矩功率固定式進氣歧管的扭矩曲線固定式和可變式進氣歧管發(fā)動機扭矩對比五、可變進氣歧管技術(shù)固定式和可變式進氣歧管發(fā)動機功率對比功率

固定式進氣歧管的功率曲線扭矩功率帶進氣歧管轉(zhuǎn)換的功率曲線五、可變進氣歧管技術(shù)可變式進氣歧管六、大眾可變配氣相位技術(shù)六、大眾可變配氣相位技術(shù)進氣門開、關(guān)時刻：發(fā)動機轉(zhuǎn)速低時，進氣管內(nèi)混合氣隨活塞運動，空氣流速慢。進氣門應(yīng)提前關(guān)閉，以避免混合氣回流進氣管。發(fā)動機低速時，進氣門應(yīng)提前關(guān)閉，進氣凸輪軸相位應(yīng)提前調(diào)整?！咄馆嗇S調(diào)整

∵六、可變配氣相位技術(shù)進氣門開、關(guān)時刻：發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時，進氣管內(nèi)氣流快，活塞在向上運動過程中，混合氣應(yīng)可繼續(xù)涌入氣缸，為增加混合氣量，進氣門延遲關(guān)閉。∵凸輪軸調(diào)整

∵六、可變配氣相位技術(shù)∵機構(gòu)組成

∵排氣凸輪軸進氣凸輪軸凸輪軸調(diào)節(jié)閥N205液壓缸排氣凸輪軸進氣凸輪軸

凸輪軸調(diào)整器（與鏈條張緊器一體）六、可變配氣相位技術(shù)∵工作原理

∵功率調(diào)整調(diào)整功率時，鏈條下部短，上部長，進氣門延遲關(guān)閉。進氣管內(nèi)氣流速高，氣缸充氣量足。因此高轉(zhuǎn)