日本发动机新技术.doc

本田、丰田、五十铃汽车发动机新技术摘要 本文主要介绍日本本田，丰田，五十铃汽车的发动机方面的相关技术并对这些新技术做一些简单的介绍，分析这些技术的优点和不足，接着介绍这些技术在汽车上面的应用。This paper mainly introduces the Honda, Toyota, isuzu car engine technology and the related to these new technology do some simple introduction, the analysis of these technologies and a little insufficiency, then introduce the technology in the car on the application.关键词 本田 丰田 五十铃正文1.本田发动机Honda本田刚刚发布了全新一代环保型汽车动力总成技术“EARTH DREAMS TECHNOLOGY”，它代表的是在保护地球环境的同时实现驾驶乐趣梦想的新技术。新一代“EARTH DREAMS TECHNOLOGY”动力总成技术将率先在微型汽车“N-BOX”上采用，今后陆续扩大到所有级别的产品中。凭借全新动力总成技术，本田希望在未来3年内实现所有级别产品的燃油经济性第一的目标，并在2020年之前将本田产品的CO2排放量较2000年降低30%。本田新开发出了全球效率更高的双电机混合动力系统，在提高行驶性能的同时降低CO2排放。该系统将搭载在中型车上，如海外的雅阁等等，2012年以插电式混合动力车的形式上市，2013年以混合动力车的形式量产。双电机混合动力系统具有可在城市街道上行驶的“EV（电动）模式”，以及凭借发动机的电能驱动电机行驶的“Hybrid（混合动力）模式”。在高速巡航时，则采用“发动机直连模式”，发动机直接连接轮胎驱动行驶。根据行驶状况切换各驱动模式（电动/混合动力/发动机）实现高效驾驶。120kW的高功率电机，实现高环保性能和驾驶乐趣的融合。此外，本田新开发了适用大型车的混合动力系统“电动SH-AWD”，将该系统与3.5L V6 发动机相匹配，可实现媲美V8发动机的加速性能和直列4缸型发动机的燃油经济性。电动SH-AWD系统是将发动机与内置30kW高效电机的7速双离合变速器相匹配，后轮则采用20kW左右双电机进行独立驱动的电动四轮驱动系统。后轮配置左右独立的双电机，通过新开发的后轮左右扭矩自由控制，实现了更随心所欲的驾驭，行驶的稳定性比以往大大增加。除了传统规格车辆之外，本田也开发了新一代小型电动跑车EV-STER。EV-STER是采用后轮驱动式的电动双人敞篷跑车，通过碳纤维素材实现车型的轻量化，具备极高的行驶性能，最高续航能力可达到约160km，最高时速为160km/h，它的充电时间在200V条件下为3小时以内，100V条件下为6小时以内。EV-STER采用便于操控的双转向杆，同时驾驶者还可以依据自身意愿对电机功率和悬挂系统的设定进行调整，充分提高了其独特的操控乐趣。VTEC是本田开发的先进发动机技术，也是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程两种不同情况的气门控制系统。VTEC（Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System）的意思“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”。与普通发动机相比，VTEC发动机所不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法，它有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮，并可通过电子控制系统的调节进行自动转换。通过VTEC系统装置，发动机可以根据行驶工况自动改变气门的开启时间和提升程度，即改变进气量和排气量，从而达到增大功率、降低油耗及减少污染的目的。整个VTEC系统由ECU控制，接收发动机传感器（包括转速、进气压力、车速、水温等）的参数并进行处理，输出相应的控制信号，从而使发动机在不同的转速工况下由不同的凸轮控制，获得所需的动力。最近，本田又推出了比VTEC更先进的i-VTEC系统，i-VTEC系统是在现有的基础上，添加了一个“可变正时控制系统”，通过ECU控制程序调节进气门的开启关闭，使气门的重叠时间更加精确，达到最佳的进、排气时机，并且进一步提高了发动机的功率。从远期来看，VTEC将会被 i-VTEC所取代。2.丰田发动机VVT-i发动机技术VVT（Variable Valve Timing）可变气门正时系统。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，以提高充气效率，增加发动机功率。该系统的最大特点是可根据发动机的状态控制进气凸轮轴，通过调整凸轮轴转角对配气时机进行优化，以获得最佳的配气正时，从而在所有速度范围内提高扭矩，并能大大改善燃油经济性，有效提高汽车的功率与性能，减少油耗和废气排放。它的工作原理是：当发动机由低速向高速转换时，电子计算机就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮，这样，在压力的作用下，小涡轮就相对于齿轮壳旋转一定的角度，从而使凸轮轴在60度的范围内向前或向后旋转，从而改变进气门开启的时刻，达到连续调节气门正时的目的。 VVTi是一种控制进气凸轮轴气门正时的装置，它通过调整凸轮轴转角配气正时进行优化，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，降低尾气的排放。 VVTi系统由传感器、ECU和凸轮轴液压控制阀、控制器等部分组成。ECU储存了最佳气门正时参数值， 、进气歧管空气压力传感器、 、水温传感器和 等反馈信息汇集到ECU并与预定参数值进行对比计算，计算出修正参数并发出指令到控制凸轮轴正时液压控制阀，控制阀根据ECU指令控制机油槽阀的位置，也就是改变液压流量，把提前、滞后、保持不变等信号指令选择输送至VVTi控制器的不同油道上。 VVTi系统视控制器的安装部位不同而分成两种，一种是安装在排气凸轮轴上的，称为叶片式VVTi，丰田PREVIA（ ）安装此款。另一种是安装在进气凸轮轴上的，称为螺旋槽式VVTi，丰田凌志400、430等高级轿车安装此款。两者构造有些不一样，但作用是相同的。 叶片式VVTi控制器由驱动进气凸轮轴的管壳和与排气凸轮轴相耦合的叶轮组成，来自提前或滞后侧油道的油压传递到排气凸轮轴上，导致VVTi控制器管壳旋转以带动进气凸轮轴，连续改变进气正时。当油压施加在提前侧油腔转动壳体时，沿提前方向转动进气凸轮轴；当油压施加在滞后侧油腔转动壳体时，沿滞后方向转动进气凸轮轴；当发动机停止时，凸轮轴液压控制阀则处于最大的滞后状态。 螺旋槽式VVTi控制器包括正时皮带驱动的齿轮、与进气凸轮轴刚性连接的内齿轮，以及一个位于内齿轮与外齿轮之间的可移动活塞，活塞表面有螺旋形花键，活塞沿轴向移动，会改变内、外齿轮的相位，从而产生气门配气相位的连续改变。当机油压力施加在活塞的左侧，迫使活塞右移，由于活塞上的螺旋形花键的作用，进气凸轮轴会相对于凸轮轴正时皮带轮提前某个角度。当机油压力施加在活塞的石侧，迫使活塞左移，就会使进气凸轮轴延迟某个角度。当得到理想的配气正时，凸轮轴正时液压控制阀就会关闭油道使活塞两侧压力平衡，活塞停止移动。 现在，先进的发动机都有“发动机控制模块”（ECM），统管点火、燃油喷射、排放控制、故障检测等。丰田VVTi发动机的ECM在各种行驶工况下自动搜寻一个对应发动机转速、进气量、节气门位置和冷却水温度的最佳气门正时，并控制凸轮轴正时液压控制阀，并通过各个传感器的信号来感知实际气门正时，然后再执行反馈控制，补偿系统误差，达到最佳气门正时的位置，从而能有效地提高汽车的功率与性能，尽量减少耗油量和废气排放。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VVT；起亚的CVVT；江淮的VVT；长城的VVT等也逐渐开始使用。总的说来其实就是一种技术，名字不同。 3. 五十铃发动机 五十铃成功应对全球范围内实施的日益严格的排放法规，仍努力开发新技术，不仅仅使得五十铃的柴油发动机满足这些严格的法规，而且使得五十铃柴油机变得更经济更环保。 凭借其先进技术，五十铃一直在业界引领开发高燃油效率，低排放和高性能柴油发动机的步伐。其中的成果包括I-CAS五十铃清洁空气解决方案(Isuzu Clean Air Solution)，这就是五十铃最先进的下一代清洁柴油机技术，它使得五十铃的柴油机产品满足全世界范围内实施的严格的柴油排放新法规。I-CAS集成了三项五十铃关键下一代技术：优化燃烧技术，废气后处理技术，电子控制技术，这些技术将降低五十铃下一代发动机对环境的影响。参考文献1 王冰,艾曦峰,李德才. VTEC发动机与VVT-I发动机工作原理对比研究J. 黑龙江交通科技, 2007,(08) .2 阿非,刘顺利. VVT技术分析J. 汽车与运动, 2007,(08)3张兴业谈VVT-i汽油发动机J. 实用汽车技术, 2007,(06) . 4ALKIDAS A C. Combustion Advancement in Gasoline EnginesJ .Energy Conversion and Management, 2007, (48) :2751-2761 .5 迟华军,郭新民. 丰田卡罗拉发动机VVT-i系统检修J. 农业装备与车辆工程, 2010,(02) . 6Rudolf Flierl,Daniel Gollasch,Andreas Knecht,Wilhelm Hannibal. Improvements to a Four Cylinder Gasoline Engine Through the Fully Variable Valve Lift and Timing System UniValve .SAE 2006-01-0223. .7 刘军. 丰田智能可变气门正时(VVT-i)系统维修J. 汽车维修, 2009,(01) . 8 孟昭宁. 丰田VVTi发动机新技术J. 车用发动机, 2005,(02) . 9 O A,Arslan H,Calik A T. Methods to improve efficiencyof four stroke,spark ignition engines at part loadJ10 李红,唐健. 汽车发动机VVT技术探讨J. 成都纺织高等专科学校学报, 2009,(01) . 11 赵楠,老车. VVT-i VS i-VTECJ. 汽车知识, 2006,(11) . 12 曹红兵. 一汽花冠VVT-i智能