汽车新技术8可变配气相位

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,汽油机可变,配,配气相位,汽油机可变,配,配气相位,其特性参数,主,主要是三个,:,气门开启相,位,位、气门开,启,启持续角度,(,指气门保持,升,升起持续的,曲,曲轴转角,),和气门升程,。,。这三个特,性,性参数对发,动,动机的性能,、,、油耗和排,放,放有重要影,响,响。通常将,气,气门开启相,位,位和气门开,启,启持续角度,统,统称为气门,正,正时。随着,发,发动机负荷,和,和转角的改,变,变，这三个,特,特性参数,(,特别是进气,门,门开启相位,和,和开启持续,角,角度,),的最佳选择,是,是根本不同,的,的。,进气门开启,相,相位提前，,一,一方面为进,气,气过程提供,了,了较多的时,间,间，特别有,利,利于解决高,转,转速时进气,时,时间不足的,问,问题,;,另一方面，,气,气门叠开角,增,增大，有更,多,多的废气进,入,入进气管，,随,随后又同新,鲜,鲜充量一起,返,返回气缸，,造,造成了较高,的,的内部排气,再,再循环率，,可,可降低油耗,和,和,NO,X,排放，但同,时,时也导致启,动,动困难、怠,速,速不稳定和,低,低速工作粗,暴,暴。,进气门关闭,相,相位推迟，,一,一方面在高,转,转速时有利,于,于利用高速,气,气流的惯性,提,提高体积效,率,率,;,另一方面在,低,低转速时又,会,会将已经吸,人,人气缸的新,鲜,鲜充量重又,推,推回到进气,管,管中。,气门升程增,大,大，一方面,在,在高负荷时,有,有利于提高,体,体积效率,;,另一方面在,低,低负荷时又,得,得不将节气,门,门关得更小,，,，造成更大,的,的泵气损失,和,和节流损失,。,。,综上所述可,见,见，出于不,同,同的考虑，,对,对气门特性,参,参数提出了,不,不同要求。,为,为了提高标,定,定功率，要,提,提早开启、,推,推迟关闭进,气,气门，并提,高,高进气门升,程,程,;,为了提高低,速,速扭矩，要,提,提早关闭进,气,气门,;,为了改善启,动,动性能并提,高,高怠速稳定,性,性，则要推,迟,迟开启进气,门,门，减小气,门,门叠开。显,然,然，进气门,特,特性参数对,发,发动机的影,响,响比排气门,特,特性参数更,大,大，进气门,关,关闭相位的,影,影响比开启,相,相位大。,由于环境保,护,护和人类可,持,持续发展的,要,要求，低能,耗,耗和低污染,已,已成为汽车,发,发动机的发,展,展目标。要,求,求发动机既,要,要保证良好,的,的动力性又,要,要降低油耗,满,满足排放法,规,规的规定，,在,在各种现代,技,技术手段中,，,，可变配气,相,相位技术已,成,成为新技术,发,发展方向之,一,一。,(1),无凸轮轴可,变,变配气相位,机,机构,(,电磁控制,),该类机构没,有,有凸轮轴，,直,直接对气门,进,进行控制。,其,其优点是能,对,对气门正时,的,的所有因素,进,进行控制，,在,在各种工况,下,下获取最佳,气,气门正时,;,另外，还,能,能关闭部,分,分气缸的,气,气门，实,现,现可变排,量,量。直接,对,对气门控,制,制是比较,理,理想的状,况,况，但该,类,类控制机,构,构操纵时,需,需要消耗,较,较高的能,量,量。如何,降,降低能量,消,消耗是这,类,类机构必,须,须解决的,问,问题,.,每对气门,在,在不同工,况,况由凸轮,轴,轴上,:,滞止凸轮,(0.65mm,最大升,程,),、中速凸,轮,轮,(7.3mm,升程,),、高速凸,轮,轮,(lOmm,升程,),分别控制,;,相应的凸,轮,轮推动的,摇,摇臂也有,三,三个,:,主摇臂、,中,中间摇臂,、,、次摇臂,;,另外，还,有,有两个转,换,换柱塞协,同,同转换驱,动,动凸轮。,低,低速时，,如,如图,1.93(a),所示，各,个,个摇臂分,离,离独立工,作,作。主摇,臂,臂驱动主,气,气门正常,工,工作,;,次摇臂驱,动,动次气门,，,，最大升,程,程为,0.65mm,，主要是,产,产生最适,当,当的涡流,实,实现稀薄,燃,燃烧。,变换凸轮,型,型线的可,变,变配气相,位,位机构,1.,凸轮轴,;2.,低速凸轮,;3.,高速凸轮,;4.,主摇臂,;5.,二中间摇,臂,臂,;6.,次摇臂,;7.,液压柱销,A,8.,液压柱销,B;9.,止推销,;10.,空行程弹,簧,簧,;11.,排气门,;12.,进气门,可变式配,气,气机构,随着发动,机,机各缸采,用,用多气门,化,化，发动,机,机的高速,动,动力性有,了,了很大的,提,提高，同,时,时却带来,了,了中小负,荷,荷经济性,变,变差和低,速,速扭矩的,降,降低。为,了,了解决此,矛,矛盾，近,来,来高性能,轿,轿车发动,机,机广泛采,用,用了可变,配,配气相位,与,与气门升,程,程电子控,制,制,(VTEC),机构，从,而,而使从高,速,速到低速,整,整个使用,范,范围性能,得,得到提高,.,本田汽车,采,采用一种,可,可变配气,相,相位与气,门,门升程电,子,子控制,(VTEC),机构，来,控,控制进气,时,时间与进,气,气量，从,而,而使发动,机,机产生不,同,同的输出,功,功率。,气门定时,和,和升程可,变,变的可变,进,进气系统,（,（VTEC),装有,VTEC,机构的发,动,动机每个,气,气缸和常,规,规的高速,发,发动机一,样,样配置有,两,两个进气,门,门和两个,排,排气门。,它,它的两个,进,进气门有,主,主次之分,，,，即主进,气,气门和次,进,进气门。,每,每个进气,门,门均由单,独,独的凸轮,通,通过摇臂,来,来驱动。,驱,驱动主次,进,进气门的,凸,凸轮分别,叫,叫主、次,凸,凸轮，主,、,、次摇臂,。,。,中间摇臂,，,，不与任,何,何气门接,触,触，三摇,臂,臂并在一,起,起，均可,在,在摇臂轴,上,上转。,中间凸轮,；,；升程最,大,大,中间凸轮,升,升程最大是按发动,机,机双进双,排,排气门工,作,作最佳输,出,出功率的,要,要求而设,计,计的；,主凸轮升,程,程小于中,间,间凸轮，它是按发,动,动机低速,工,工作时单,气,气门开闭,要,要求设计,的,的；,次凸轮的,升,升程最小,，,，最高处只,是,是稍微高,于,于基圆，,其,其作用只,是,是在发动,机,机怠速运,行,行时，通,过,过次摇臂,稍,稍微打开,次,次气门，,以,以免燃油,集,集聚在次,进,进气门口,。,。中间摇,臂,臂的一端,和,和中间凸,轮,轮接触，,另,另一端在,低,低速时可,自,自由活动,。,。三个摇,臂,臂在靠近,气,气门一端,均,均有一个,油,油缸孔。,油,油缸孔中,都,都安置有,活,活塞。,由此可见,，,，根据发,动,动机转速,、,、负荷、,水,水温及车,速,速信号，,由,由,ECM,进行计算,处,处理后将,信,信号输出,给,给电磁阀,来,来控制油,压,压，进而,使,使不同配,气,气定时和,气,气门升程,的,的凸轮工,作,作。,VTFC,不工作时,，,，正时活,塞,塞和主同,步,步活塞位,于,于主摇臂,缸,缸内，和,中,中间摇臂,等,等宽的中,间,间同步活,塞,塞位于中,间,间摇臂油,缸,缸内，次,同,同步活塞,和,和弹簧一,起,起则位于,次,次摇臂油,缸,缸内。正,时,时活塞的,一,一端和液,力,力油道相,通,通，液力,油,油来自工,作,作油泵，,油,油道的开,启,启由,ECM,通过,VTEC,电磁阀控,制,制。,在发动机,低,低速运行,时,时，,ECM,无指令，,油,油道内无,油,油压，活,塞,塞位于各,自,自的油缸,内,内，各摇,臂,臂均独自,上,上下运动,。,。于是主,摇,摇臂紧随,主,主凸轮开,闭,闭主进气,门,门，以供,给,给低速运,行,行时发动,机,机所需混,合,合气，次,凸,凸轮则迫,使,使次摇臂,微,微微起伏,，,，微微开,闭,闭次进气,门,门，中间,摇,摇臂虽然,随,随着中间,凸,凸轮大幅,度,度运动，,但,但是它对,于,于任何气,门,门不起作,用,用。此时,发,发动机处,于,于单进双,排,排工作状,态,态，吸人,的,的混合气,不,不到高速,时,时的一半,。,。由于仍,然,然是所有,气,气缸参与,工,工作，所,以,以运转十,分,分平顺均,衡,衡。,发动机高,速,速运行，,ECM,就会向,VTEC,电磁阀供,电,电开启工,作,作油道，,工,工作油道,中,中的压力,油,油就推动,活,活塞移动,，,，压缩弹,簧,簧，这样,主,主摇臂、,申,申间摇臂,和,和次摇臂,就,就被主同,步,步活塞、,中,中间同步,活,活塞和次,同,同步活塞,串,串联为一,体,体，成为,一,一个同步,活,活动的组,合,合摇臂。,由,由于中间,凸,凸轮的升,程,程大于另,两,两个凸轮,，,，而中间,凸,凸轮角度,提,提前，故,组,组合摇臂,随,随中间摇,臂,臂一起受,中,中间凸轮,驱,驱动，主,、,、次气门,都,都大幅度,地,地同步开,闭,闭，因此,配,配气相位,发,发生变化,，,，吸人的,混,混合气量,增,增多满足,了,了发动机,大,大负荷时,的,的进气要,求,求。,低速时，,如,如图所示,，,，各个摇,臂,臂分离独,立,立工作。,主,主摇臂驱,动,动主气门,正,正常工作,;,次摇臂驱,动,动次气门,，,，最大升,程,程为,0.65mm,，主要是,产,产生最适,当,当的涡流,实,实现稀薄,燃,燃烧。,中速时如,图,图所示。,电,电脑控制,中,中速油路,开,开启，液,压,压油驱动,中,中速转换,柱,柱塞，使,主,主、次摇,臂,臂联结在,一,一起，中,速,速凸轮开,始,始起作用,，,，驱动两,个,个气门运,转,转。,高速时，,如,如图所示,，,，电脑控,制,制打开高,速,速油路，,液,液压油推,动,动高速转,换,换柱塞，,主,主、次摇,臂,臂与中间,摇,摇臂联结,在,在一起，,由,由高速凸,轮,轮驱动。,当转速降,低,低时，油,路,路内油压,降,降低，柱,塞,塞在回位,弹,弹簧的作,用,用下推回,，,，三根摇,臂,臂又依次,分,分开。该,机,机构使发,动,动机根据,自,自身转速,和,和负荷自,动,动改变气,门,门的配气,相,相位及气,门,门升程，,改,改变进气,量,量。,低速时，,VTEC-E,开启一个,气,气门实现,稀,稀燃,;,中速时，,采,采用中速,凸,凸轮型线,驱,驱动两个,进,进气门，,确,确保中速,扭,扭矩,;,高速时，,VTEC-E,加大气门,升,升程及延,长,长开启时,间,间。使迸,气,气量增加,，,，以输出,更,更大功率,。,。,(3),改变凸轮,轴,轴相角的,可,可变配气,相,相位机构,该类机构,利,利用凸轮,轴,轴调相原,理,理，凸轮,型,型线是固,定,定的而凸,轮,轮轴相对,曲,曲轴的转,角,角是可变,的,的。因为,配,配气相位,中,中影响发,动,动机性能,较,较大的是,进,进气门关,闭,闭角和进,排,排气重叠,角,角，在多,气,气门双顶,置,置凸轮轴,发,发动机上,，,，单独控,制,制进、排,气,气凸轮轴,，,，可以实,现,现对这两,个,个因素的,控,控制，改,善,善发动机,性,性能。,虽然这类,机,机构不能,改,改变气门,升,升程和持,续,续期，但,是,是它机构,原,原理简单,，,，可以保,持,持原发动,机,机气门系,不,不变，只,用,用一套额,外,外的机构,来,来改变凸,轮,轮轴相角,，,，对原机,改,改动较小,，,，便于采,用,用，应用,较,较广泛。,以日本,NISSAN,公司开发,的,的一种液,压,压机构为,例,例，用在,双,双顶置凸,轮,轮轴发动,机,机上，改,变,变进气凸,轮,轮轴相角,，,，实现配,气,气相位可,变,变。,改变凸轮,与,与气门之,间,间连接的,可,可变配气,相,相位机构,1.,凸轮,;2.,挺柱,;3.,高压油腔,;4.,蓄压罐,;5.,电磁阀,;6.,气门,电控液压,挺,挺柱式可,变,变配气相,位,位机构原,理,理如图所,示,示，当电,磁,磁阀关闭,时,时，凸轮,推,推动