發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)正時(shí)VTEC技術(shù)論文

1、VTEC 系統(tǒng)08內(nèi)燃機(jī) 劉威 指導(dǎo)老師 肖有志 摘 要：VTEC 系統(tǒng)全稱(chēng)是可變氣門(mén)正時(shí)和升程電子控制系統(tǒng)，是本田公司在1989年推出自行研制的“可變氣門(mén)正時(shí)和氣門(mén)升程電子控制系統(tǒng)”，英文全稱(chēng)“Variable Valve Timing and Valve Lift Electronic Control System”，縮寫(xiě)就是“VTEC ”，是世界上第一個(gè)能同時(shí)控制氣門(mén)開(kāi)閉時(shí)間及升程等兩種不同情況的氣門(mén)控制系統(tǒng).關(guān)鍵字：可變氣門(mén) 正時(shí) 氣門(mén)控制Variable Valve Timing and Valve LiftElectronic Control SystemAbstract: VTE

2、C full name is the Variable Valve Timing System and Lift the Electronic Control System, it is introduced in 1989 ,Honda developed by "Variable Valve Timing and Valve Lift the Electronic Control System", English full name "Variable Valve Timing and Valve Lift Electronic Control System&

3、quot;, the abbreviation is "VTEC", it is the first in the world to open and close the Valve, and the Control of time and Lift and two situations of Valve Control System.Key words: Variable valve; Timing; Valve control1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀我國(guó)的可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)起步較晚，有少數(shù)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在做相關(guān)的研究開(kāi)發(fā)工作。但由于資金投入不足、組織管理不完善，在整體水平上我國(guó)的VT

4、EC 技術(shù)與世界先進(jìn)水平有較大的差距。國(guó)內(nèi)發(fā)展VTEC 技術(shù)的企業(yè)有吉利汽車(chē)、東南汽車(chē)等。其中，吉利汽車(chē)研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)，稱(chēng)為CVVT 技術(shù)。其產(chǎn)品裝備在吉利汽車(chē)最新的遠(yuǎn)景系列車(chē)型上。東南汽車(chē)有部分車(chē)型也裝備有可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)，但尚未研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。2 國(guó)外現(xiàn)狀本田公司在1989年推出了自行研制的“可變氣門(mén)正時(shí)和氣門(mén)升程電子控制系統(tǒng)”，英文全“Variable Valve Timing and Valve Lift Electronic Control System”，縮寫(xiě)就是“VTEC ”，是世界上第一個(gè)能同時(shí)控制氣門(mén)開(kāi)閉時(shí)間及升程等兩種不同情況的氣門(mén)控制

5、系統(tǒng)。本田的VTEC 發(fā)動(dòng)機(jī)一直是享有“可變氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)的代名詞”之稱(chēng)，它不只是輸出馬力超強(qiáng)，它還具有低轉(zhuǎn)速時(shí)尾氣排放環(huán)保、低油耗的特點(diǎn)，而這樣完全不同的特點(diǎn)在同一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)上面出現(xiàn)，就因?yàn)樗谝恢馆嗇S上有多種不同角度的凸輪。4 結(jié)構(gòu)原理VTEC 系統(tǒng)全稱(chēng)是可變氣門(mén)正時(shí)和升程電子控制系統(tǒng)，是本田的專(zhuān)有技術(shù)，它能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫等運(yùn)行參數(shù)的變化，而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整配氣正時(shí)和氣門(mén)升程，使發(fā)動(dòng)機(jī)在高、低速下均能達(dá)到最高效率。在VTEC 系統(tǒng)中，其進(jìn)氣凸輪軸上分別有三個(gè)凸輪面，分別頂動(dòng)搖臂軸上的三個(gè)搖臂，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速或者低負(fù)荷時(shí)，三個(gè)搖臂之間無(wú)任何連接，左邊和右邊的搖臂分別頂動(dòng)兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)，使兩者

6、具有不同的正時(shí)及升程，以形成擠氣作用效果。此時(shí)中間的高速搖臂不頂動(dòng)氣門(mén)，只是在搖臂軸上做無(wú)效的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速在不斷提高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的各傳感器將監(jiān)測(cè)到的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、車(chē)速以及水溫等參數(shù)送到電腦中，電腦對(duì)這些信息進(jìn)行分析處理。當(dāng)達(dá)到需要變換為高速模式時(shí)，電腦就發(fā)出一個(gè)信號(hào)打開(kāi)VTEC 電磁閥，使壓力機(jī)油進(jìn)入搖臂軸內(nèi)頂動(dòng)活塞，使三只搖臂連接成一體，使兩只氣門(mén)都按高速模式工作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低達(dá)到氣門(mén)正時(shí)需要再次變換時(shí)，電腦再次發(fā)出信號(hào)，打開(kāi)VTEC 電磁閥壓力開(kāi)頭，使壓力機(jī)油泄出，氣門(mén)再次回到低速工作模式。VTEC 控制系統(tǒng)由控制部分、執(zhí)行部分和傳感器組成。其中控制部分包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU 和VTEC

7、 電磁閥；執(zhí)行部分包括凸輪、搖臂和各個(gè)活塞等；傳感器包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車(chē)速傳感器和冷卻液溫度傳感器。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制單元ECU 根據(jù)各傳感器的信號(hào)，判斷是否需要改變配氣相位和氣門(mén)升程。與很多普通發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，VTEC 發(fā)動(dòng)機(jī)每缸有4氣門(mén)（2進(jìn)2排）、凸輪軸和搖臂等，但與普通發(fā)動(dòng)機(jī)不同的是凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法。中、低轉(zhuǎn)速用小角度凸輪，在中低轉(zhuǎn)速下兩氣門(mén)的配氣相位和升程不同，此時(shí)一個(gè)氣門(mén)升程很小，幾乎不參與進(jìn)氣過(guò)程，進(jìn)氣通道基本上相當(dāng)于兩氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)，但是由于進(jìn)氣的流動(dòng)方向不通過(guò)氣缸中心，故能產(chǎn)生較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流，對(duì)于低速，尤其是冷車(chē)條件下有利于提高混合氣均勻度、增大燃燒速率、減少壁面激冷效

8、應(yīng)和余隙的影響，使燃燒更加充分，從而提高了經(jīng)濟(jì)性，并大幅降低了HC 、CO 的排放；而在高轉(zhuǎn)速時(shí)，通過(guò)VTEC 電磁閥控制液壓油的走向，使得兩進(jìn)氣搖臂連成一體并由開(kāi)啟時(shí)間最長(zhǎng)、升程最大的進(jìn)氣凸輪來(lái)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)，此時(shí)兩進(jìn)氣門(mén)按照大凸輪的輪廓同步進(jìn)行。與低速運(yùn)行相比，大大增加了進(jìn)氣流通面積和開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的動(dòng)力性。這兩種完全不同性能表現(xiàn)的輸出曲線(xiàn)，本田的工程師使它們?cè)谕粋€(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)了，并且形象地稱(chēng)之為 “平時(shí)的柔和駕駛”與“戰(zhàn)時(shí)的激烈駕駛”。5 發(fā)展趨勢(shì)但是VTEC 系統(tǒng)對(duì)于配氣相位的改變?nèi)匀皇请A段性的，也就是說(shuō)其改變配氣相位只是在某一轉(zhuǎn)速下的跳躍，而不是在一段轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)連續(xù)

9、可變。為了改善VTEC 系統(tǒng)的性能，本田不斷進(jìn)行創(chuàng)新，推出了i-VTEC 系統(tǒng)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，i-VTEC 系統(tǒng)是在VTEC 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)稱(chēng)為VTC （Variable timing control“可變正時(shí)控制”）的裝置一組進(jìn)氣門(mén)凸輪軸正時(shí)可變控制機(jī)構(gòu)，即i-VTEC=VTEC+VTC。此時(shí)，排氣閥門(mén)的正時(shí)與開(kāi)啟的重疊時(shí)間是可變的，由VTC 控制，VTC 機(jī)構(gòu)的導(dǎo)入使發(fā)動(dòng)機(jī)在大范圍轉(zhuǎn)速內(nèi)都能有合適的配氣相位，這在很大程度上提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。典型的VTC 系統(tǒng)由VTC 作動(dòng)器、VTC 油壓控制閥、各種傳感器以及ECU 組成。VTC 作動(dòng)器、VTC 油壓控制閥可根據(jù)ECU 的信號(hào)產(chǎn)生動(dòng)

10、作，使進(jìn)氣凸輪軸的相位連續(xù)變化。VTC 令氣門(mén)重疊時(shí)間更加精確，保證進(jìn)、排氣門(mén)最佳重疊時(shí)間，可將發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高20%。6 心得體會(huì)隨著我國(guó)汽車(chē)保有量的日益增多，隨之而來(lái)的環(huán)保問(wèn)題和能源危機(jī)，使得對(duì)于汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性和排放性能控制變得日益重要。普通發(fā)動(dòng)機(jī)在排放性、經(jīng)濟(jì)性方面的不足逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。為滿(mǎn)足日益嚴(yán)格汽車(chē)性能法規(guī)，必須研究開(kāi)發(fā)新的發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，配氣相位直接影響進(jìn)氣和排氣的好壞，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性影響很大，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能只能在某一常用轉(zhuǎn)速下最好，而在其他轉(zhuǎn)速時(shí)相對(duì)較差，VTEC 系統(tǒng)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了不足，是以后汽車(chē)的發(fā)展必然趨勢(shì)。由于我國(guó)可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)的研發(fā)水平距離世界水平有較大的差距，使得國(guó)外產(chǎn)品占據(jù)了我國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)幾乎