发动机可变配气机构的研究进展.pdf

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1、内燃机与配件2011年第12期。。。0。)《专题综述3——f，——发动机可变配气机构的研究进展ResearchingDevelopmentsintheVariableValveAgencyfoeEngine郭建苏铁熊王军(中北大学)[摘要]本文介绍了发动机可变配气机构的分类，对发动机可变配气机构国内外发展现状进行了分类详细介绍，以目前典型的可变配气机构为例，总结了不同可变配气机构的结构、工作原理及优缺点。对比国内外发展现状，提出了国内发展的不足，并对今后的研究方向做了展望。[关键词]发动机可变配气机构’Keywords：EngineVariablevalveagency0引言2发动机

2、可变配气机构的国内外研由于环境保护和人类可持续发展的要求，低能究与发展现状耗和低污染已成为汽车发动机的发展目标。要求发2．1发动机可变配气机构在国外的研究与发展现动机既要保证良好的动力性又要降低油耗满足排状放法规的规定。在各种现代技术手段中，可变配气技配气控制技术早期的研究进展比较缓慢，主要术已成为新技术发展方向之-[1]。这一技术能通过成果是在1985年以后取得的，其发展先后顺序大改变发动机的供气来达到降低油耗和满足排放要致如下：优化凸轮型线一可变凸轮相位一可变凸轮求。型线一机械式全可变气门机构一无凸轮轴电磁(电1可变配气机构的分类液、电气及其他)驱动配齐机构一无凸轮轴全可变1．1

3、按控制参数的分类配气机构。迄今为止，具有代表性的可变配气机构按照控制参数的不同，可变配气技术可分为可主要有Toyota公司的VVT—i、BMW公司的Vanos、变气门正时(VVT)和可变气门升程(VVL)两类。可Honda公司的VTEC、Mitsubishi公司的MIVEC、变气门正时即气门开启与关闭时刻可变，根据气门Porsche公司的Vario—Cam、BMW的Valvotronics开启持续期的变化又分为可变气门相位(vP)和可等。变气门相位与持续期(VET)两类；可变气门升程主下面将分类介绍国外可变配气机构的研究及要是改变了气门开启的最大升程，按照气门正时与发展现状。持续期的

4、变化情况又可分为可变气门升程与正时2．1．1基于凸轮轴的可变配气机构(VLT)和气门升程单独可变两类f2】。1)可变凸轮型线的可变配气机构1-2按可变配气实现途径的分类此类可变配气机构能同时改变气门正时、持续实现可变配气有多种途径，按照有无凸轮轴可期及升程．改变方式目前主要有阶段式与连续式两分为基于凸轮轴的可变配气机构和无凸轮轴的可种。变配气机构两类。基于凸轮轴的可变配气机构主要a)阶段式改变凸轮型线的可变配气机构可分为可变凸轮型线、可变凸轮轴相位角、可变凸Honda公司的VrEC、Mitsubishi公司的MIVEC轮从动件三类；无凸轮轴的可变配气机构根据气门以及Porsche公司

5、的Vario—Cam等均属于阶段式改驱动形式主要可分为电磁驱动气门、电液驱动气变凸轮型线的可变配气机构。下面以Honda公司的门、电气驱动气门、电机驱动气门以及其他气门驱VTEC为例，介绍阶段式改变凸轮型线的可变配气动形式几大类圆。机构。VTEC在2个进气门上采用了3个凸轮及3郭建苏铁熊王军：发动机可变配气机构的研究进展个摇臂，如图1所示，其中3个摇臂可独立运动也2)改变凸轮轴相位角的可变配气机构可连成一体运动。转速较低时，通过液压机构使主、可变凸轮轴相位配气机构利用凸轮轴调相原次摇臂分别由主凸轮和次凸轮驱动，中间摇臂随中理，凸轮型线是固定的，而凸轮轴相对曲轴的转角间凸轮运动。但是对

6、气门不起作用，这样主、次进气是可变的。该类机构发展到现在，先后出现了螺旋门的升程曲线不同，可以形成涡流。转速较高时，通齿式和叶片式两种结构，目前叶片式结构已经逐步过液压机构使3个摇臂连成一体，并受中间凸轮驱取代了螺旋式结构[21。螺旋齿式结构主要有Nissan动．以满足发动机高速的要求。凸轮轴可变相位机构：叶片式结构主要有BMW公这类机构优点是可以提供两种以上凸轮型线，司的Vanos机构、Toyota公司的VVT—i机构、Honda在不同转速和负荷下，采用不同的凸轮型线驱动气公司的i-VTEC机构、Ford公司的VCT机构、Delphi门『11；缺点是只能优化某些工况，不能实现全工况

7、公司的VCP机构等。性能的优化[21。下面介绍BMW公司的Vanos机构(图3)。转子b)连续式改变凸轮型线的可变配气机构7通过螺栓与凸轮轴固定在一起，壳体1通过链条Fiat公司早期开发了凸轮型线在轴向可连续变与曲轴连接。停机时，锁止销6以无压力的方式嵌化的3D凸轮机构。如图2所示，一个带有锥度外廓入凹口锁止槽中，保证每次启动时凸轮轴随壳体1的凸轮和装有可倾斜式垫块的挺柱相接触，凸轮轴一起运动，使凸轮轴有确定的初始相位。调节相位的轴向移动使得凸轮的不同部分