调查思考
发动机可变配气技术及发展
哈菲史楠
(西安汽车职业大学,陕西西安710000)
摘要:近年来,生态问题与环境保护引发全球关注,因为它是人类实现可持续发展的必然前提,低能耗与低污染已然变成了当前汽车发动机的主要研发目标。而目前的种种现代技术中,可变配气技术脱颖而出,成为主流研发目标之一,此技术主要通过改变汽车发动机的供气实现降低油耗与污染的要求,为此本文便针对发动机可变配气技术及发展进行简要探析。
关键词:发动机;可变配气技术
1关于发动机可变配气技术的研究现状及发展1.1本田VTEC控制机构
本田发动机率先成功将可变气门正时与升程电子控制
两种配气机构设置在了一台发动机上,简称VTEC机构,实现了人们长久的高速与低速相位值自动转换的梦想,大
幅度提升了汽车的动力性与经济性。
发动机配气相位角受车辆气流的进气与排气影响各不
相同,其动力与经济性因此而不同;可变配气相位将传统固
定不变的配气相位状态进行改变,根据发动机的运行状态
下提供最优的配气正时,进而提升发动机的进气系数,解决
汽车气门了传统因转速、负荷造成的动力性与经济性的矛盾,使发动
机怠速状态下更加稳定、转速更低,低速下更加平稳山。
VTEC机构由单独的凸轮与摇臂进行驱动,其主次摇臂间有中间摇臂且不与任何气门产生直接接触,三者均由专门的柱塞实现联动,并运用主油道的油压进行控制冲间凸轮的升程最大,其次为主凸轮,最小升程的为次凸轮,中间凸轮是依据发动机的双进双排、大功率、高转速运行状态进行设计的;主凸轮则是依据单进双排、低转速运行状态进行设计的;次凸轮则是主要依据发动机怠速状态进行设计。
1.2丰田WFi智能可变气门正时系统
丰田的VVT-i智能可变气门正时系统主要是改变进气门开闭的时间使之达到最佳气门正时,配气相位角不变、进气门升程的大小不变,此结构发动机运行状态稳定、可靠,功率提升10%到20%,油耗降低3%到5%o
VVT-i机构主要由外壳、四齿转子、锁销、油道控制、电磁控制阀组成;其安装在进气凸轮轴前端随正时链轮实现同步转动,在运转的过程中能通过运用润滑系统的油压实现自动调节凸轮轴和正时链轮的相对角度,调节机构的转子中有液压锁销,能实现与连接齿轮的同步传动或解脱,进而实现进气门的开闭时间角度的大小;电磁控制阀接收作者简介:哈菲(1989-),女,汉族,甘肃武威人,本科,助教,汽车检测与维修。行车电脑ECU的控制实现配气相位的调节,ECU检测节气门、转速、空气流量、水温信号并计算最佳配气正时角度发出指令,并依据凸轮轴与曲轴位置传感器信号检测实际气门正时进行反馈控制实现预定气门正时。
单VVT-i机构,因发动机在回转区域是单向进行控制,可能会出现回转错位现象,因此就需要吸气与排气实现平衡状态,而双VVT-i系统是在进气与排气分别进行控制,进而实现进气时间的提前与排气时间的延后,大大增加了进气量与燃油燃烧时间,实现平衡状态降低排放量。因此当前的
VVT发动机多采用双VVT进排气可变正时系统。
1.3发动机可变配气技术的发展趋势
当下许多汽车的发动机仍然使用较为传统的机械式气门系统,此驱动形式虽具有较高的可靠性,但缺点同样显著,无法改变气门正时、延长持续时间与进气门升程。伴随能源与地球环境问题的加剧,节能、环保、高性能的汽车是当下市场急需的产品,因此混合动力发动机与直喷式汽油机不断出新,可变配气机构得到了广泛普及与运用。
无凸轮驱动可变配气相位机构有:电磁驱动、电液驱动、电气驱动、其他驱动方式;电磁阀进行驱动的配气机构主要是运用电磁铁生成电磁力来实现驱动气门;电液驱动则是运用压缩性较小的流体所具有的弹性特点实现对气门的开闭的可变控制;电气驱动则是运用空气作为介质实现对气门的开闭可控;无凸轮驱动具有较高的可靠性与输出功率,能显著降低燃油消耗与排放,此类无凸轮驱动方式是未来发动机可变配气技术的主要研发方向,更好气门开启角度与可变,实现了更低的排放、更好的燃油利用率、更高
的可靠性,通过VTEC系统的运用能使怠速更加稳定、低速更加平稳、提升发动机扭矩与功率、扩大转速范围、降低燃油消耗、降低废弃排放,但从成本考虑暂时还无法取代现有的可变配气机构。
2结语
综上所述,笔者简明介绍关于发动机可变配气技术的分类与发展,以当前一些较为典型的例子加以说明,从中得出不一样的可变配气技术在结构上、工作原理上的一些优缺点,并将当前环境下对汽车发
动机的发展现状进行简要分析希望对今后的研发方向起到一定的指导与启发作用。参考文献:
[11王凤军.发动机可变配气相位技术原理研究[J1.集成电路应用,2018,v.35;No.296(5):81-83.
(收稿日期=2019-09-21)
《湖北农机化》2019年第24期