可变气门正时技术详解.docx

可变气门正时技术详解管理提醒:本帖被rong从变速箱专区移动到本区(2023-04-04)近几十年来，基于提高汽车发动机动力性、经济性和减少排污的规定，许多国家和发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发。目前，这些新技术和新方法，有的已在内燃机上得到应用，有些正处在发展和完善阶段，有也许成为未来内燃机技术的发展方向。发动机可变气门正时技术(VVT,VariableValveTiming)是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增长，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。2、可变气门正时理论合理选择配气正时，保证最佳的充气效率hv，是改善发动机性能极为重要的技术问题。分析内燃机的工作原理，不难得出这样的结论：在进、排气门开闭的四个时期中，进气门迟闭角的改变对充气效率hv影响最大。进气门迟闭角改变对充气效率hv和发动机功率的影响关系可以通过图1进一步给以说明。图1中每条充气效率hv曲线体现了在一定的配气正时下，充气效率hv随转速变化的关系。如迟闭角为40°时，充气效率hv是在约1800r/min的转速下达成最高值，说明在这个转速下工作能最佳地运用气流的惯性充气。当转速高于此转速时，气流惯性增长，就使一部分本来可以运用气流惯性进入汽缸的气体被关在汽缸之外，加之转速上升，流动阻力增长，所以使充气效率hv下降。当转速低于此转速时，气流惯性减小，压缩行程初始时就也许使一部分新鲜气体被推回进气管，充气效率hv也下降。图中不同充气效率hv曲线之间，体现了在不同的配气正时下，充气效率hv随转速变化的关系。不同的进气迟闭角与充气效率hv曲线最大值相称的转速不同，一般迟闭角增大，与充气效率hv曲线最大值相称的转速也增长。迟闭角为40°与迟闭角为60°的充气效率hv曲线相比，曲线最大值相称的转速分别为1800r/min和2200r/min。由于转速增长，气流速度加大，大的迟闭角可充足运用高速的气流惯性来增长充气。改变进气迟闭角可以改变充气效率hv曲线随转速变化的趋向，以调整发动机扭矩曲线，满足不同的使用规定。但是，更确切地说，加大进气门迟闭角，高转速时充气效率hv增长有助于最大功率的提高，但对低速和中速性能则不利。减小进气迟闭角，能防止气体被推回进气管，有助于提高最大扭矩，但减少了最大功率。因此，抱负的气门正时应当是根据发动机的工作情况及时做出调整，应具有一定限度的灵活性。显然，对于传统的凸轮挺杆气门机构来说，由于在工作中无法做出相应的调整，也就难于达成上述规定，因而限制了发动机性能的进一步提高。3、在PassatB5轿车上的应用3.1可变气门正时的结构与传动PassatB5轿车最新选用2.8升V6发动机，该发动机对可变气门正时进行了特别设计。从俯视观测，其传动方式以及进排气凸轮轴分布如图2所示，排气凸轮轴安装在外侧，进气凸轮轴安装在内侧。曲轴通过齿形皮带一方面驱动排气凸轮轴，排气凸轮轴通过链条驱动进气凸轮轴。3.2可变气门正时调节器如图3所示，（a）图为发动机在高速状态下，为了充足运用气体进入汽缸的流动惯性，提高最大功率，进气门迟闭角增大后的位置（轿车发动机通常工作在高速状态下，所以这一位置为一般工作位置）。（b）图为发动机在低速状态下，为了提高最大扭矩，进气门迟闭角减少的位置。进气凸轮轴由排气凸轮轴通过链条驱动，两轴之间设立一个可变气门正时调节器，在内部液压缸的作用下，调节器可以上升和下降。当发动机转速下降时，可变气门正时调节器下降，上部链条被放松，下部链条作用着排气凸轮旋转拉力和调节器向下的推力。由于排气凸轮轴在曲轴正时皮带的作用下不也许逆时针反旋，所以进气凸轮轴受到两个力的共同作用：一是在排气凸轮轴正常旋转带动下链条的拉力；二是调节器推动链条，传递给排气凸轮的拉力。进气凸轮轴顺时针额外转过θ角，加快了进气门的关闭，亦即进气门迟闭角减少θ度。当转速提高时，调节器上升，下部链条被放松。排气凸轮轴顺时针旋转，一方面要拉紧下部链条成为紧边，进气凸轮轴才干被排气凸轮轴带动旋转。就在下部链条由松变紧的过程中，排气凸轮轴已转过θ角，进气凸轮才开始动作，进气门关闭变慢了，亦即进气门迟闭角增大θ度。3.3两种工作状态从图2和图3不难看出，该发动机左侧和右侧的可变气门正时调节器操作方向始终规定相反。当发动机的左侧可变气门正时调节器向下运动时，右侧可变气门正时调节器向上运动，左侧链条紧边在下边，右侧链条紧边在上边。调节器向下移动时，紧边链条都是由短变长。当PassatB5轿车发动机转速高于1000r/min时，规定进气门关闭得较早，如图4(a)所示。左列缸相应的可变气门正时调节器向下运动，上部链条由长变短，下部链条由短变长。右列缸相应的可变气门正时调节器向上运动，上部链条由短