可变气门正时对发动机低速性能影响研究.pdf

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1、l匐化可变气门正时对发动机低速性能影响研究Studyoneffectofvariablevalvetimingonengineperformanceatlowspeed陈家兑，谢庆生，田丰果，王自勤，徐玉梁CHENJia-dui，XIEQing-sheng，TIANFeng—guo，WANGZi—qin，XUYu-liang(贵州大学教育部现代制造技术重点实验室，贵阳550025)摘要：研究了现有可变气门正时技术的优缺点，在深入分析了发动机的最佳配气正时需求的基础上提出了发动机的最佳配气正时调节策略。根据该调节策略为某一无VVT配气功能的汽油发动机设计了一套VVT系统，

2、在发动机台架上进行了原发动机和VVT发动机的充气效率、怠速、1O00r／min、1500r／min的性能试验，验证了策略和装置的正确性。关键词：发动机；可变气门正时；最佳配气；性能中图分类号：TH166；TP391文献标识码：A文章编号：1009～0134(2014)03(下)～0113—03Doi：10．3969／J．1ssn．1009-0134．2014．03(下)．310引言门正时的调节。这种气I1正时调节方法实现了气发动机在不同工况下对配气正时有着不同的门正时在一定角度范围内连续可调，相比传统的要求⋯，只有满足发动机不同工况下的配气正时配气系统在一定程度上改善了

3、发动机的性能。但要求才能时刻发挥发动机的最佳性能，达到最好是，这种原理的VVT系统存在致命缺陷，因配气的节能减排效果。可变气门正时(VVT，Variable凸轮型线不可变，使得气门开启持续角不可变，ValveTiming)技术正是为解决不同工况下发动机只能实现气门开启的提前角和迟闭角一优、一劣对配气正时有着不同的要求而出现的。由于VVT的调节效果，以致除了凸轮型线设计时所考虑的技术由于具有改善怠速稳定性和低速平稳性、改最佳配气正时的转速之外的每个转速下获得的配善排放、提高发动机的动力性和经济性等优点，气正时仍然不是该转速下的最佳配气正时，也导得到了社会的认可。特别是随着

4、电子技术和计算致了发动机性能改善、节能减排效果十分有限。机技术的迅猛发展，VVT技术得到了飞速的发Honda公司的VTEC(VariableValveTiming展，已广泛应用在了商用轿车上。美国的相关研andValveLifeElectronicControlSystem)是一种究发现高达80％的燃油消耗出现在低负荷区口，而可变气门配气相位和气门升程电子控制系统，在不现代城市用车大量使用工况在低负荷区，加之低同转速和负荷下采用不同的凸轮型线驱动气门，负荷区大量工况处于低速工况，因此，降低发动机可以实现几种转速或负荷下的最佳气门正时调节低负荷及低速使用工况的油耗具有重大

5、意义。和升程调节。由于该技术的正时调节和升程不连续，所以不能获得所有工况下的最佳配气。保时1现有可变气门正时技术的缺陷捷公司的Vario—Cam和奥迪公司的AVS系统的正时可变气门技术起源于1880年，1983年Alfa调节效果与Honda公司的VTEC相似。Romeo公司的两点式可变凸轮轴相位机构是最早可见，真正符合发动机特性需求、优异节油投入成批生产的可变凸轮轴相位机构，但VVT效果和经济适用的可变气门配气系统研究与开发技术真正广泛推广是1993年由日本的丰田公司进依然具有重大意义。行的。目前已经商用的VVT系统的工作原理大多与丰田的VVT．i相似，~／IIBMW的

6、Vanos、Ford2发动机最佳气门正时需求分析的VCT、Delphi的VCP、日产的CVVT、现代的发动机最佳配气正时，是指发动机每一个工VVT、起亚的CVVT等，都是采用凸轮轴调相原况下都有一个最适合的配气正时，使得发动机的理，即通过改变凸轮轴与曲轴的相对相位实现气动力性、经济性和排放性能都有很好的表现。收稿日期：2013-12-26作者简介：陈家兑(1979一)，男，广西玉林人，讲师，博士研究生，研究方向为发动机可变气门驱动技术和cAE技术。第36卷第3期2014—03(下)【113]务llI8似发动机在高速运转时，进气气流流速较高、VVT~P,气功能的汽油发动机

7、设计了一套进排气正流动惯性大，此时，加大进气门的提前角可以保时独立调节的VVT系统。该VVT系统保留了发动证新鲜气体或可燃混合气能顺利、充分地进入气机原有的进排气歧管和凸轮轴，通过重新设计凸缸；加大进气门迟闭角可以充分利用进气气流的轮与气门之间的传动系统，实现进气门和排气门惯性增加气缸的充量，利用进气充气的惯性增压效的提前角、迟闭角、持续角及两者的重叠角能随应提高发动机扭矩。同时，为了使废气能尽可能排着发动机转速的提高而同时加大相同的角度，随出气缸，应该加大排气门的提前角，利用做功冲程着发动机转速的降低而同时减小相同的角度。改终了前缸内的