VVT与DVVT.doc

汽车技术学院课程综合实践2课程拓展研究成果 课程综合实践2课程拓展研究成果 研究题目： VVT与DVVT系统结构与性能比较研究 二级学院： 汽车技术学院 专业名称： 汽车电子技术 班级名称： S713110 学生姓名： 叶 鹏 学生学号： 35 指导教师： 谈黎虹 周维夫 2011年 6 月 15 日目 录VVT与DVVT系统结构与性能比较研究（2）1、引言（2）2VVT系统结构与性能（2） 2.1、可变气门正时系统 (VVT)（2） 2.2、VVT系统结构（3） 2.3、VVT系统性能（4）3、DVVT系统结构与性能（6） 3.1、进排气双连续可变气门正时系统(DVVT)（6） 3.2、DVVT系统结构（7） 3.3、DVVT系统性能（7）4、比较结论（8）参考文献（9）VVT与DVVT系统结构与性能比较研究叶鹏 指导教师：谈黎虹 企业指导教师：周维夫摘要：发动机可变气门正时技术(VVT、DVVT)是近些年来被逐渐应用于轿车上的一种汽车新技术，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。同时，不仅在动力上有所提高，而且在经济、环保方面也有所改善。关键词：发动机 VVT DVVT 可变气门正时技术1引言随着科技的进步，各种新技术也应用到了汽车领域，尤其在发动机的技术革新方面。发动机是汽车的心脏，发动机技术的不断革新是汽车业向前发展的一个重要标志。在强调节能环保的今天，我们对汽车发动机的要求，简单地说来即是用最少的油，达到输出最大的功率和扭矩的效果，并且稳定、持续、可靠，并带有低排放的附加值。近几年来世界各大汽车生产商均投入了大量人力、物力进行发动机新技术的研究与开发，并已取得了很多成果。这其中，VVT与DVVT技术由于能对发动机气门进行调节，改善发动机的燃烧效率，大幅度提高发动机的性能而令人瞩目。下面就针对两种可变气门技术进行一下对比介绍。2 VVT系统结构与性能21 可变气门正时系统(VVT)Variable Valve Timing可变气门正时系统。当今都是NA (自然吸气)引擎技术。该系统通过配备的控制及执行系统，对发动机凸轮的相位进行调节，从而使得气门开启、关闭的时间随发动机转速的变化而变化，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，功升比大而缺点是中段转速扭矩不足。 韩系车的VVT是根据日本中的丰田的VVT-I和本田的VTEC技术模仿而来，但是相比丰田的VVT-I可变正时气门技术，VVT仅仅是可变气门技术，缺少正时技术，所以VVT发动机确实要比一般的发动机省油，但是赶不上日系车的丰田和本田车省油。以提高充气效率，增加发动机功率。BMW 在之前的一代发动机中早已采用该技术， 目前如本田的VTEC、i-VTEC； 丰田的VVT-i； 日产的CVVT；三菱的MIVEC；铃木的VVT；现代的WTI；起亚的CVVT等也逐渐开始使用。总的说来其实就是一种技术，名字不同。22 VVT系统结构VVT 系统一般与凸轮轴系统组合装配，通过凸轮轴前端相位销定位组合，以VVT 固定螺栓紧固。主要由VVT 总成及机油控制阀（OCV）组成。2.2.1 VVT 总成构造（叶片式）VVT 总成主要由正时链（皮带）轮、定子（壳体）、转子、锁销、回位弹簧（排气VVT）及密封组件等部分组成，如图1、图2 所示。 a b图1（a,b） VVT 总成构造（无回位弹簧）图2 VVT 总成构造（带回位弹簧）2.2.2 机油控制阀（OCV）构造OCV 主要由阀体（含电磁线圈、控制模块接头等）、滑阀、复位弹簧等部分组成如图3 所示。图3 机油控制阀(OCV)构造23 VVT系统性能一般发动机VVT 系统主要有进气VVT 系统、排气VVT 系统、进/排气VVT 系统等形式。目前大多数VVT 系统以凸轮相位可变方式为主，即利用发动机的机油压力，推动凸轮轴与凸轮正时链轮之间相对角度关系变化，从而实现气门正时的改变。研究表明，固定不变的气门正时，能使发动机的性能在特定工况下达到最优，因此，在理想情况下，如果气门正时随发动机工况变化，则可发挥发动机的最大潜能，使发动机性能在全部工况范围内都达到最优。此外，通过VVT系统的调节，还可大大改善发动机油耗及排放。为实现发动机性能、油耗、排放的最优化，技术上VVT 主要控制下述2 项内容：1) 气门重叠角（Valve Overlap）控制；2) 进气门正时控制。2.3.1 VVT 系统调整特性与发动机性能不同的发动机工况（转速、负荷、温度等），要求不同的配气相位。因为当发动机工（如转速）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。VVT 系统会随发动机工况不同而调整其特性以满足发动机不同性能需求，具体如表1、表2、图4所示。表1 进气VVT 系统调整特性发动机工况配气相位作用效果停机、起动怠速I.O最小起动性好,怠速稳定燃油经济性好低速扭矩提高510%高速功率提高58%HC 排放降低25%MAX燃油经济性提高13%低负荷I.O略提前保证发动机运转平稳中等负荷I.O比较大提高燃油经济性,控制排放中低转速、高负荷I.O最大增大扭矩高速、高负荷I.O略提前增大功率及扭矩低温I.O最小高速、怠速稳定,燃油经济性好表2 进/排气VVT 系统调整特性发动机工况配气相位作用停机、冷起动、怠速最小重叠角改善燃烧稳定性冷启动时通过改善怠速稳定性,降低怠速通过降低怠速转速以改善燃油经济性中、低负荷排气相位完全提前进气相位小幅提前进气门关闭时刻提前，气门重叠角仍保持较小负荷增加相应增加气门重叠角，增加稀释效应，减少泵气损失中低转速、高负荷排气相位滞后进气相位滞后进气门关闭时刻提前，提高充气效率提高中速段扭矩废气稀释量调节到最大高转速、高负荷排气相位滞后进气相位滞后为提高充气效率，推迟进气门晚关角图4 进/排气VVT 系统调整特性与发动机性能示意图3 DVVT系统结构与性能31进排气双连续可变气门正时系统(DVVT)DVVT发动机是VVT的延续和发展，它解决了VVT发动机未能克服的技术难题。DVVT即进排气双连续可变气门正时，它可以说是目前气门可变正时系统技术中最高级的形式。DVVT发动机采用的是与VVT发动机类似的原理，利用一套相对简单的液压凸轮系统实现功能。不同的是，VVT的发动机只能对进气门进行调节，而DVVT发动机可实现对进排气门同时调节，具有低转数大扭矩、高转数高功率的优异特性，技术上处于领先地位。通俗点讲，就像人的呼吸，能够根据需要有节奏地控制“呼”和“吸”，当然比仅仅能控制“吸”拥有更高的性能。32 DVVT系统结构采用DVVT技术的发动机比目前市场上较多采用的进气门正时技术的发动机更高效、节能、环保。DVVT系统是从VVT演变而来，所以结构上与VVT相类似，利用一套相对简单的液压凸轮系统实现功能。不同的是DVVT可实现对进排气门同时调节。如图5 所示。图5 DVVT系统结构33 DVVT系统性能采用DVVT技术的发动机比目前市场上较多采用的进气门正时技术的发动机更高效、节能、环保。以荣威550为例，DVVT技术可降低油耗5%，同时动力提高10%，可达2.0排量的动力指标，废气排放达到国家级标准；通过控制发动机燃烧室之中的汽油与空气混合气体达到最合适的空燃比，还可明显改善怠速稳定性从而获得较好的舒适性。DVVT发动机采用的原理虽与VVT发动机类似，但VVT发动机只能对进气门进行调节，而DVVT发动机可实现对进排气门同时调节，还可根据发动机不同转速实现一定转角范围内气门相位的连续线性可调，具有低转数大扭矩、高转数高功率的优异特性。它可以说是目前气门可变正时系统技术中最高级的形式。因为它的优越性所以DVVT发动机之前多在中高级以上车型中应用，例如君越的Ecotec DVVT2.4L发动机、宝马325 DVVT、欧宝雅特、皇冠和锐志等。但是为了增强产品的竞争力DVVT发动机也慢慢在一些A级车上使用，这也证明了此系统的性能比普通的系统好当然也胜过VVT系统，相信DVVT系统将会成为一段时间可变气门的主流之一。4比较结论当今都是自然吸气引擎技术。VVT （可变气门正时系统）通过配备的控制及执行系统，对发动机凸轮的相位进行调节，从而使得气门开启、关闭的时间随发动机转速的变化而变化，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，功升比大而缺点是中段转速扭矩不足。由于其技术比较成熟至今还是可变气门的主流。后来为了解决VVT系统的缺点开发了DVVT（双可变正时系统），VVT算的上是DVVT的前辈，因为DVVT是在它的基础上开发出来的，所以DVVT发动机采用的是与VVT发动机类似的原理，利用一套相对简单的液压凸轮系统实现功能。不同的是，VVT的发动机只能对进气门进行调节，而DVVT发动机可实现对进排气门同时调节，具有低转数大扭矩、高转数高功率的优异特性，技术上处于领先地位。通俗点讲，就像人的呼吸，能够根据需要有节奏地控制“呼”和“吸”，当然比仅仅能控制“吸”拥有更高的性能。可见在性能上DVVT肯定要比VVT好，它解决了VVT发动机未能克服的技术难题。参考文献1鹿宏成.VVT在发动机中