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可变配气正时

哈尔滨应用职业技术学院毕业论文教务处制毕业论文项目表摘要本文介绍了国内外可变气门技术的发展状况。

并根据气门控制参数的变化情况,对可变气门技术进行了详细的分类。

结合目前典型的可变气门机构,对实现可变气门技术的途径进行了系统的阐述与评价。

通过实例介绍了可变气门技术改善发动机性能及在实现汽油机均质充量压缩着火(HCCI)方面的应用。

通过分析指出,叶片式可变凸轮轴相位机构是目前可行性较强的技术途径。

众所周知发动机是靠燃料在汽缸内燃烧做功来产生功率的,由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,因此发动机所产生的功率也会受到限制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量,从而提高燃烧做功能力。

因此在目前的技术条件下,涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。

关键词:可变配气正时;涡轮增压;汽油机AbstractThis paper introduces the development of variable valve technologies. Control parameters according to changes in valve, variable valve timing technology for a detailed classification. Combined with the current typical variable valve body, the variable valve technology to achieve a systematic approach described and evaluated. Introduced through examples variable valve technology to improve engine performance and in the realization of gasoline homogeneous charge compression ignition (HCCI) in the application. Through analysis that vane variable camshaft phase is the feasibility of a strong body of technical means.As we all know the engine is fuel combustion in the cylinder by acting to produce power, as the amount of fuel input by the inhalation of limits on the amount of air inside the cylinder, so the power generated by the engine will be limited, if the engine's operating performance has been at its best further increase in output power can only be compressed more air into the cylinders to increase fuel consumption, thereby enhancing the combustion of acting ability. Therefore, the current technical conditions, the turbocharger is the only way the efficiency of the engine without changing the mechanical device to increase power output.Key words: variable valve timing; turbocharged; gasoline目录摘要 (I)Abstract (II)绪论..................................................................................................................................... I V 第1章配气正时可变技术 (1)1.1 可变气门正时技术之一:保时捷Carioca (1)1.2 可变气门正时技术之二:本田VTEC (1)1.3 可变气门正时技术之三:雷诺—日产CVTC (1)1.3.1 VVT(发动机可变气门正时技术) (2)1.3.2 CVVT(连续可变气门正时技术) (2)1.3.3 DVVT(进排气双连续可变气门正时技术) (3)第2章发动机配气机构可变技术 (4)2.1 可变进气系统 (4)2.2 可变配气机构 (4)2.2.1 可变配气相位原理 (5)2.2.2 可变配气相位机构 (5)第3章三阶段可变气门相位和升程控制系统介绍 (7)3.1可变配气相位 (7)3.1.1发动机低速运转 (7)3.1.2发动机高速运转 (7)3.2可变气门相位和升程控制系统介绍 (8)第4章可变气门正时技术的趋势 (9)结语 (10)参考文献 (11)致谢 (12)绪论随着社会科学技术的迅猛发展,特别是现代社会对能源与坏境要求的日益提高,作为现代交通最重要的工具——汽车,其发动机的整机性能已经引起人们的广泛关注。

在广大工程师、生产厂家以及用户之间形成的共同焦点:动力性、经济性、可靠性、耐久性、工艺性以及最新严格规范的排放性,都对汽车发动机的整机性能提出了严格的考验。

传统的发动机气门驱动系统采用机械凸轮机构控制进气门和排气门,这种机构的气门开启时刻、开启持续角和气门升程是固定不变的,难以满足汽油机全工况性能优化的需要。

大家都之道,发动机是汽车的“心脏”,一个企业发动机的生产能力,代表着企业的研发、技术实力。

在油价飞涨的今天,发动机更是至关重要,一款省油的发动机,就是用最少的油,输出最大的功率和扭矩,而且其可靠性,环保值都要最大化。

在发动机诸多省油的途径中,采用配气系统可变装置这种技术是最为人们所知的,像本田的VTEC系统,伊兰特的CVVT发动机,以及丰田所使用的VVT-i发动机,都是采用可变配气系统,即改变发动机的正时时间,气门升程等来实现效率的最大化,达到节油的目的。

第1章配气正时可变技术发动机技术发展到今天,民用车转速范围已经拓展到6000rpm乃至9000rpm,低速和高速时,气门开启关闭的时刻需要与转速匹配。

在低转速时,进气速度慢,所以气门重叠角可以相对大一些,应该应该让进气门提前打开和延时关闭的时间更长一些,以保证充分进气;在高转速情况下,由于混合气流速很快,那么气门重叠角就应变小,让气门提前开启和延时关闭的时间减短,这样才不会造成进排气干涉。

发动机才能在保证不发生进排气干涉的情况下,让其在各个工况都能得到充分的进气,从而提高了发动机的工作效率,也让发动机在低转时能有充分的扭力输出,高转速时能有更强大的功率输出,让发动机扭力输出得更平稳,特性曲线更线性。

为了达到这种“可变”的效果,各家企业都有自己的一套手段来对配气正时进行调整。

1.1 可变气门正时技术之一:保时捷Carioca在凸轮轴左边有一凸轮轴同步齿形带轮,曲轴动力通过正时链条传递到带轮,并进一步输送到凸轮轴上,以控制凸轮轴角度,进而控制配气正时角。

保时捷在凸轮轴同步齿形带轮上设置了一个液压装置,当ECU接收位于曲轴的传感器的信息,并进行处理后,将该转速下的配气正时角转变成为电信号传送到液压装置,由液压装置加压,使凸轮轴同步齿形带轮能够顺、逆时针在红色和蓝色位置之间自由转动,达到控制配气正时角的目的。

1.2 可变气门正时技术之二:本田VTEC该发动机匹配的是单VTEC系统,其配气正时角的调整只设置于进气门,而对排气门并无此作用。

齿形皮带驱动白色部分凸轮轴同步齿形带轮,而凸轮轴与图中蓝色部分相连,蓝色部分为凸轮轴末端,其位置与凸轮轴同步齿形带轮存在一定的夹角,通过液压对该角度进行调整,从而控制凸轮轴偏摆的位置,达到改变配气正时角的目的。

1.3 可变气门正时技术之三:雷诺—日产CVTC雷诺、日产合并之后,多项技术都在集团内部进行共用。

其中就包括日产潜心研究的CVTC连续可变气门正时系统。

其原理与本田VTEC接近,也是采用液压作用改变凸轮轴同步齿形带轮与凸轮轴末端的夹角,从而改变配气正时角。

在凸轮轴与正时齿轮之间有高压油区和低压油区。

只要调节两个油区之间的压力差,就能改变配气正时角了。

两个油区的油压通过油压控制阀调节的。

当高压油路(图中红色重叠角增大,适用于低转速;当电磁阀控制黄色区域压力高于红色区域压力时,凸轮轴逆时针偏转一定角度,配气正时被提前,这样重叠角减小,适用于高转速。

这里另外说一下,大众公司相似的技术是“Variable Valve Timing”,中文叫做“可变进气相位(正时)”。

其原理与本田的VTEC 相似,不过相对较简单,少了升程控制系统,对气门的控制没有VTEC精确。

但在ea888上的1.8t fish采用的是新一代的可变正时控制系统,也是液压控制,比以前的老引擎上的控制系统要精确,响应更加敏捷,但也只是进气门正时控制,并没有实现对排气门的正时控制。

大众好像没有采用气门升程控制技术,因此不能控制气门升程大小,不知道为什么,是不是因为在进气歧管上已经有变截面技术来控制气流了?VVT(Variable Valve Timing)即可变气门正时系统,是当下热门的发动机技术之一,该系统最大的优点是油耗省动力强。

如果说汽车的心脏是发动机,那么VVT技术发动机则相当于一颗拥有高科技的“智能心脏”。

在低碳生活的风潮下,拥有出众节能减排效果的VVT发动机成为很多家轿的选择。

VVT门派下高手众多,VVT、CVVT、DVVT、VVT-I、双VVT-I各有各的优势也各有各的软肋。

1.3.1 VVT(发动机可变气门正时技术)技术特点:通过提高充气效率,增加发动机功率,以提高燃油效率。

由于缺少连续正时技术,在中段转速下扭矩不足,与CVVT、DVVT相比,动力油耗表现相对较弱VVT 通过对气门的控制进行配气,改变进气门的打开与关闭时间,可以提高进气充量,使发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。

优点是省油、功升比大,而缺点是中段转速扭矩不足,由于多摇臂和凸轮组机构的介入,发动机运转噪音大,维修使用的成本也大幅增加。

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