發(fā)動機可變氣門正時VTEC技術(shù)論文

1、VTEC 系統(tǒng)08內(nèi)燃機 劉威 指導老師 肖有志 摘 要：VTEC 系統(tǒng)全稱是可變氣門正時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“可變氣門正時和氣門升程電子控制系統(tǒng)”，英文全稱“Variable Valve Timing and Valve Lift Electronic Control System”，縮寫就是“VTEC ”，是世界上第一個能同時控制氣門開閉時間及升程等兩種不同情況的氣門控制系統(tǒng).關(guān)鍵字：可變氣門 正時 氣門控制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 國內(nèi)現(xiàn)狀我國的可變氣門正時技術(shù)起步較晚，有少數(shù)研究機構(gòu)和企業(yè)在做相關(guān)的研究開發(fā)工作。但由于資金投入不足、組織管理不完善，在整體水平上我國的VT

4、EC 技術(shù)與世界先進水平有較大的差距。國內(nèi)發(fā)展VTEC 技術(shù)的企業(yè)有吉利汽車、東南汽車等。其中，吉利汽車研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)可變氣門正時技術(shù)，稱為CVVT 技術(shù)。其產(chǎn)品裝備在吉利汽車最新的遠景系列車型上。東南汽車有部分車型也裝備有可變氣門正時技術(shù)，但尚未研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。2 國外現(xiàn)狀本田公司在1989年推出了自行研制的“可變氣門正時和氣門升程電子控制系統(tǒng)”，英文全“Variable Valve Timing and Valve Lift Electronic Control System”，縮寫就是“VTEC ”，是世界上第一個能同時控制氣門開閉時間及升程等兩種不同情況的氣門控制

5、系統(tǒng)。本田的VTEC 發(fā)動機一直是享有“可變氣門發(fā)動機的代名詞”之稱，它不只是輸出馬力超強，它還具有低轉(zhuǎn)速時尾氣排放環(huán)保、低油耗的特點，而這樣完全不同的特點在同一個發(fā)動機上面出現(xiàn)，就因為它在一支凸輪軸上有多種不同角度的凸輪。4 結(jié)構(gòu)原理VTEC 系統(tǒng)全稱是可變氣門正時和升程電子控制系統(tǒng)，是本田的專有技術(shù)，它能隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷、水溫等運行參數(shù)的變化，而適當?shù)卣{(diào)整配氣正時和氣門升程，使發(fā)動機在高、低速下均能達到最高效率。在VTEC 系統(tǒng)中，其進氣凸輪軸上分別有三個凸輪面，分別頂動搖臂軸上的三個搖臂，當發(fā)動機處于低轉(zhuǎn)速或者低負荷時，三個搖臂之間無任何連接，左邊和右邊的搖臂分別頂動兩個進氣門，使兩者

6、具有不同的正時及升程，以形成擠氣作用效果。此時中間的高速搖臂不頂動氣門，只是在搖臂軸上做無效的運動。當轉(zhuǎn)速在不斷提高時，發(fā)動機的各傳感器將監(jiān)測到的負荷、轉(zhuǎn)速、車速以及水溫等參數(shù)送到電腦中，電腦對這些信息進行分析處理。當達到需要變換為高速模式時，電腦就發(fā)出一個信號打開VTEC 電磁閥，使壓力機油進入搖臂軸內(nèi)頂動活塞，使三只搖臂連接成一體，使兩只氣門都按高速模式工作。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低達到氣門正時需要再次變換時，電腦再次發(fā)出信號，打開VTEC 電磁閥壓力開頭，使壓力機油泄出，氣門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)動機控制單元ECU 和VTEC

7、 電磁閥；執(zhí)行部分包括凸輪、搖臂和各個活塞等；傳感器包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器和冷卻液溫度傳感器。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，控制單元ECU 根據(jù)各傳感器的信號，判斷是否需要改變配氣相位和氣門升程。與很多普通發(fā)動機一樣，VTEC 發(fā)動機每缸有4氣門（2進2排）、凸輪軸和搖臂等，但與普通發(fā)動機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)速下兩氣門的配氣相位和升程不同，此時一個氣門升程很小，幾乎不參與進氣過程，進氣通道基本上相當于兩氣門發(fā)動機，但是由于進氣的流動方向不通過氣缸中心，故能產(chǎn)生較強的進氣渦流，對于低速，尤其是冷車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)濟性，并大幅降低了HC 、CO 的排放；而在高轉(zhuǎn)速時，通過VTEC 電磁閥控制液壓油的走向，使得兩進氣搖臂連成一體并由開啟時間最長、升程最大的進氣凸輪來驅(qū)動氣門，此時兩進氣門按照大凸輪的輪廓同步進行。與低速運行相比，大大增加了進氣流通面積和開啟持續(xù)時間，從而提高了發(fā)動機高速時的動力性。這兩種完全不同性能表現(xiàn)的輸出曲線，本田的工程師使它們在同一個發(fā)動機上實現(xiàn)了，并且形象地稱之為 “平時的柔和駕駛”與“戰(zhàn)時的激烈駕駛”。5 發(fā)展趨勢但是VTEC 系統(tǒng)對于配氣相位的改變?nèi)匀皇请A段性的，也就是說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，本田不斷進行創(chuàng)新，推出了i-VTEC 系統(tǒng)。簡單地說，i-VTEC 系統(tǒng)是在VTEC 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了一個稱為VTC （Variable timing control“可變正時控制”）的裝置一組進氣門凸輪軸正時可變控制機構(gòu)，即i-VTEC=VTEC+VTC。此時，排氣閥門的正時與開啟的重疊時間是可變的，由VTC 控制，VTC 機構(gòu)的導入使發(fā)動機在大范圍轉(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)動機的性能。典型的VTC 系統(tǒng)由VTC 作動器、VTC 油壓控制閥、各種傳感器以及ECU 組成。VTC 作動器、VTC 油壓控制閥可根據(jù)ECU 的信號產(chǎn)生動

10、作，使進氣凸輪軸的相位連續(xù)變化。VTC 令氣門重疊時間更加精確，保證進、排氣門最佳重疊時間，可將發(fā)動機功率提高20%。6 心得體會隨著我國汽車保有量的日益增多，隨之而來的環(huán)保問題和能源危機，使得對于汽車經(jīng)濟性和排放性能控制變得日益重要。普通發(fā)動機在排放性、經(jīng)濟性方面的不足逐漸顯現(xiàn)出來。為滿足日益嚴格汽車性能法規(guī)，必須研究開發(fā)新的發(fā)動機控制技術(shù)。發(fā)動機在工作時，配氣相位直接影響進氣和排氣的好壞，對發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性影響很大，發(fā)動機的性能只能在某一常用轉(zhuǎn)速下最好，而在其他轉(zhuǎn)速時相對較差，VTEC 系統(tǒng)的出現(xiàn)彌補了不足，是以后汽車的發(fā)展必然趨勢。由于我國可變氣門正時技術(shù)的研發(fā)水平距離世界水平有較大的差距，使得國外產(chǎn)品占據(jù)了我國汽車市場幾乎