可变气门正时

可变气门正时

根据发动机的运行情况进行调整来提高效率
可变气门正时(VVT,VariableValveTiming)原理是根据发动机的运行情况,调整进气(排气)的量和气门开合时间、角度。使进入的空气量达到最佳,提高燃烧效率。优点是省油,功升比大;缺点是中端转速扭矩不足。曲轴经由齿状的传动装置带动凸轮轴转动,使得气门在做开启与关闭的动作时会与曲轴的转动角度形成一定的对应关系。
    中文名:可变气门正时 外文名:VVT 别名:

基本定义

可变气门正时系统OCVVCT由电磁阀(OCV)和可变凸轮相位调节器(VCT)组成,通过调节发动机凸轮相位,是进气量可随发动机转速的变化而改变,从而达到最佳燃烧效率,提高燃油经济性。

工作原理

曲轴经由齿状的传动装置带动凸轮轴转动,使得气门在做开启与关闭的动作时会与曲轴的转动角度形成一定的对应关系。而气体的流动会随着发动机运转速度的快慢而改变,如何使汽缸在不同的转速下都能够获得良好的进气效率?为此必须改变气门开启与关闭的时间。经由安装在凸轮轴前端的油压装置使凸轮轴可以另外做一些小角度转动,以使进气门在转速升高时得以提早开启。

采用可变配气定时机构可以改善发动机的性能。发动机转速不同,要求不同的配气定时。这是因为:当发动机转速改变时,由于进气流速和强制排气时期的废气流速也随之改变,因此在气门晚关期间利用气流惯性增加进气和促进排气的效果将会不同。

例如,当汽车发动机在低速运转时,气流惯性小,若此时配气定时保持不变,则部分进气将被活塞推出气缸,使进气量减少,气缸内残余废气将会增多。当发动机在高速运转时,气流惯性大,若此时增大进气迟后角和气门重叠角,则会增加进气量和减少残余废气量,使发动机的换气过程臻于完善。

总之,四冲程发动机的配气定时应该是进气迟后角和气门重叠角随发动机转速的升高而加大。

如果气门升程也能随发动机转速的升高而加大,则将更有利于获得良好的发动机高速性能。

应用

针对可变气门正时机构动态响应和速度控制效率低、能耗高等问题,提出发动机可变气门正时机构的动态响应与速度自动化控制研究。采用比例控制、积分控制以及微分控制,调整可变气门正时机构的静态误差、响应时间等,完成可变气门正时机构的动态响应;在此基础上,将可变气门正时机构各时间点的控制输入偏差当作基函数线性组合,通过基函数获取正时机构速度,并获取阶跃动态响应输出;确定可变气门正时机构一阶指数形式的参考轨迹,并对其进行反馈校正,最终在动态响应输出控制最小化前提下,优化动态时域,完成其速度控制。通过实验得出,采用所提方法后可变气门正时结构的动态响应速度约为0.2s,表明所提方法的速度控制效果较好,且提高了发动机的能量利用率。

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