汽油机电液式可变气门正时系统响应性能仿真与试验.pdf

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1、2013年9月农业机械学报第44卷第9期doi：10．6041／j．issn．1000—1298．2013．09．003汽油机电液式可变气门正时系统响应性能仿真与试验班智博谢辉何宇(天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津300072)摘要：汽油机电液式可变气门正时系统(VVT)的响应性能对发动机燃烧、排放均有重要影响，汽油机瞬态过程中电液式VVT应根据发动机工况快速调整到目标相位，但由于电液VVT的响应性能受到多方面因素的影响，其速度尚有进一步提升的空间。基于试验和仿真分析，对影响电液VVT响应性能的发动

2、机转速、机油温度、机油压力等因素进行了分析，并详细分析了VVT阶跃响应过程各阶段的影响因素，提出了基于MAP查表的VVT前馈控制算法，试验结果表明，该算法能够实现VVT快速响应，同时保证稳定性。关键词：汽油机可变气门正时相位器响应性能控制算法中图分类号：TK413．4文献标识码：A文章编号：1000—1298(2013)09—0012-07ExperimentandSimulationonResponsePerformanceofElectro·hydraulicVVTSystemforGasolineEn

3、gineBanZhiboXieHuiHeYU(StateKeyLaboratoryofEngines，TianfinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Theresponseperformanceofelectro—hydraulicVVTtechnologyhassignificantinfluenceoncombustionandemissionofgasolineengine．Actual、valvetimingvalueshouldbequicklyadj

4、ustedtotargetvalueontransientoperationconditionsforgasolineengine．Responsespeedofelectro—hydraulicVVTcanbefurtherimprovedsinceithasconstraintsforbreakthrough．Factorswhichhaveinfluenceontheresponsespeedofelectro—hydraulicVVTwerestudiedbybothexperimentandsim

5、ulation．Stepresponseprocesswasdividedintoseveralsub—processandanalyzed．FeedforwardcontrolalgorithmwasdesignedandappliedinVVTcontro1．ExperimentresultsshowedthattheproposedmethodcouldachieverapidresponseofVVTandassurethestabilityatthesametime．Keywords：Gasoli

6、neengineVariablevalvetimingPhaserResponseperformanceControlalgorithm为电磁、电液、机械等几种类型，其中电液式VVT引言因结构简单、成本低廉，而在汽车上被广泛应用。相汽油机可变气门正时技术(Variablevalve位器是VVT系统的核心部件，它主要由叶片和外壳timing，VVT)在对原机成本增加不大的情况下可有两部分组成，叶片和凸轮轴同步转动，外壳和曲轴同效改善发动机低速扭矩特性，并且对发动机的经济步转动，当叶片和外壳之间发生相对运动时凸

7、轮轴性和排放性能都有良好的促进作用。由于具有较高和曲轴之间也同时发生了相对运动，也就改变了发的性价比，因此受到学者的关注，已有一批研究动机的配气正时。成果和产品。在日益严格的排放法规要求下，发动机VVT系按照技术原理不同，可变气门正时技术可以分统需要更快的响应速度与更强的可控性，国外汽车收稿日期：2013—04—0l修回日期：2013—04—17国家自然科学基金资助项目(50776061)作者简介：班智博，博士生，主要从事汽油机可变气门机构研究，E．mail：banzhibo@163．eom第9期班智博等：

8、汽油机电液式可变气门正时系统响应性能仿真与试验13公司对VVT的控制研究较多，产生了一批专利成对VVT的采样频率低，控制有延迟。果“，但现有的PID控制方法存在着稳定性与响自主设计的可变气门正时相位器如图2所应性之间的矛盾，且由于控制过程中缺乏对系统的示，本文的实验及仿真都是针对这一研究对象展开了解，难以在发动机瞬态过渡过程中控制VVT的相的。位，导致发动机瞬态性能受到限制。1．2仿真模型电液式VVT相位器的实质