汽车拖拉机论文

1 湖湖南南农农业业大大学学课课程程论论文文 学 院 工学院 班 级 10 级农机一班 姓 名 邓建猛 学 号 201040615104 课程论文题目 汽缸关闭技术的应用分析 课程名称 汽车发动机计算机控制系统及故障分析 评阅成绩 评阅意见 成绩评定教师签名 日期 年 月 日 2 汽缸关闭技术的应用分析 学 生 邓建猛 工学院 10 级农机一班 学号 201040615104 摘 要 近几十年来 汽车的发展一直非常迅猛 汽车技术的发展也是异常快 然而也正 是由于汽车的发展也带来了很多相应的问题 其中最严重的便是能源问题和环境污染问题 解决这些问题不能仅仅通过控制汽车的产量 更多的是需要通过技术的革新来解决这些问 题 汽车发动机气缸的关闭技术的提出以及应用对于上述两个问题在一定程度上得到了一 定的缓解 当然这项技术的发展还不够完善 我们必须辩证地看待它的优缺点 关键词 气缸 关闭技术 VCM MDS ACT 气缸关闭技术现在也叫可变气缸技术 起源于通用公司提出的主动燃油管 理 又名 Displacement on Demand 简写 AFM 或 DOD 是汽车发动机一项节 能减排技术 并开始在 1981 年运用于通用凯迪拉克车型 L62 发动机上 这项 技术可以使发动机根据工况要求 选择在低负荷情况下关闭部分气缸停止工作 从而达到改善燃油经济性和减少废气排放的目的 它一般运用于 V6 或 V8 发动 机上 根据 EPA 测试显示 使用该项技术的发动机可以有效减少 5 5 至 7 5 的燃油消耗 一 气缸关闭技术的几个应用实列 1 本田公司的 VCM 技术 VCM 的全称为 Variable Cylinder Management 是本田公司研发的一种可 变汽缸管理技术 它可通过关闭个别气缸的方法 使到 3 5L V6 引擎可在 3 4 6 缸之间变化 使得引擎排量也能在 1 75 3 5L 之间变化 从而大大节 省燃油 车辆起步 加速或爬坡等任何需要大功率输出的情况下 该发动机将会把全部 6 个气缸投入工作 在中速巡航和低发动机负荷工况下 系统仅将运转一个气 缸组 即三个气缸 在中等加速 高速巡航和缓坡行驶时 发动机将会用 4 个 气缸来运转 借助三种工作模式 VCM 系统能够细致地确定发动机的工作排量 使其随时与行车要求保持一致 由于系统会自动关闭非工作缸的进气门和排气 门 所以可避免与进 排气相关的吸排损失 并进一步提高了燃油经济性 VCM 3 系统综合实现了最高的性能和最高的燃油经济性 这两种特性在常规发动机上通 常无法共存 VCM 通过 VTEC 系统关闭进 排气门 以中止特定气缸的工作 与 此同时 由动力传动系控制模块切断这些气缸的燃油供给 在 3 缸工作模式下 后排气缸组被停止工作 在四缸工作模式下 前排气缸组的左侧和中间气缸正 常工作 后排气缸组的右侧和中间气缸正常工作 非工作缸的火花塞会继续点 火 以尽量降低火花塞的温度损失 防止气缸重新投入工作时因不完全燃烧造 成火花塞油污 该系统采用电子控制 并采用专用的一体式滑阀 这些滑阀与 缸盖内的摇臂轴支架一样起着双重作用 根据系统电子控制装置发出的指令 滑阀会有选择地将油压导向特定气缸的摇臂 然后 该油压会推动同步活塞 实现摇臂的连接和断开 VCM 系统对节气门开度 车速 发动机转速 自动变速箱档位选择及其它因素 进行监测 以针对各种工作状态确定适宜的气缸启用方案 此外 该系统还会 确定发动机机油压力是否适合 VCM 进行工作模式的切换 以及催化转化器的温 度是否仍会保持在适当范围内 为了使气缸启用或停用时的过渡能够平稳进行 系统会调整点火正时 线控节气门的开度 并相应地启用或解除变矩器锁定 最终 3 缸 4 缸和 6 缸工作模式间的过渡 会在驾驶员觉察不到的状态下完成 2 克莱斯勒公司的 MDS 技术 MDS 是为克莱斯勒的 HEMI 发动机量身打造的多级可变排量控制系统 全 称为 MDS Multi Displacement System 所谓的 MDS 实质上与其它的可变排量 技术一样 都是依靠关闭相应的汽缸来达到节省能耗的目的 由于 HEMI 发动机 采用的是 OHV 的结构 凸轮轴山布满了凸轮 无法像本田的 VCM 发动机那样设 计比较复杂的副摇臂和液压控制的连接机构 所以只能在原先的结构上想办法 HEMI 发动机的气门是由凸轮轴 挺柱 推杆 气门摇臂这些机构的串联动作来驱 动的 任何一个环节如果能够中断便能够实现关闭气门的设想 但是由于发动 机的工况需求 要求气门的开启和关闭控制都足够迅速 这样才能够保证平顺 性和较快的响应速度 保证 V8 发动机原本应有的乐趣 最后工程师们决定在与 凸轮接触的挺柱上面做文章 他们为 HEMI 发动机的挺柱设计了独特的滑块结构 滑块与气门推杆相连 滑块下方有一个可以定位的卡销 卡销可以使滑块与挺 4 柱成为一体 推动气门推杆 或者使滑块活动 是挺柱无法推动气门推杆 工 程师们为卡销在发动机中设计了独特的油道 依靠润滑系统中的润滑油提供液 压推动卡销 电磁阀控制 卡销本身带有回位弹簧 当液压消失时便能够自动 回位 在发动机正常运转时 卡销将卡住滑块使之不能上下自由移动 挺柱直 接推动推杆驱动气门摇臂 而当发动机需要关闭气缸时 卡销松开 滑块便能 够上下滑动 挺柱上下移动时滑块与挺柱发生相对运动 不再推动推杆 这样 一来气门就被关闭 同时 ECU 停止向该气缸喷油 便达到了 关闭气缸 的效 果 实现了 排量可变 3 大众公司的 ACT 钝化技术 之前的气缸管理技术往往应用在六缸或者八缸发动机上 我们相对熟知的采 用该技术的车型有 3 5L 的本田雅阁和老款 5 7L 的克莱斯勒 300C 而大众的 EA211 首次将该技术使用在四缸发动机上 主动气缸管理的最终目标还是节油 在发动机启动怠速时 车辆只会启用两个气缸工作 变成两缸机 当踩下油门 踏板时 另外两个气缸才会加入工作 其实 不仅仅是在怠速 当发动机处于 匀速等低负荷的时候 中间两个气缸也会停止工作 尽可能的节省燃油消耗和 排放 根据官方资料显示 气缸钝化技术可以使车辆的没百公里油耗节省 0 4L 每公里节省 8g 的二氧化碳排放 二 气缸关闭技术的弱点及改善 气缸的关闭技术的发展并不是一帆风顺的 一项新技术的诞生往往一会意 味着新的问题的到来 这里主要对上述三种技术做出说明 本田公司的 VCM 及克莱斯勒的 MDS 都是主要应用于 V6 和 V8 气缸 所以它们在变缸时所可能 产生的问题大致相似 主要是发动机的平衡和发动机的噪声的控制 发动机的 平衡问题主要体现在气缸工作的不平衡上 例如说当一个六缸机的一侧的 3 个 缸处于工作状态 而另一侧的 3 个缸处于从动状态 发动机就会处于不平衡的 状态 这个问题刚开始一直困扰着发动机的设计者们 但是随着发动机技术的 发展 发动机的设计工程师很好地解决了这个问题 他们利用主动控制发动机 支座 ACM 很好地解决了这个问题 该系统利用两侧的主动液压减震单元 通 过施以反向震动以抵消由于关闭气缸所产生的不平衡的状态 另一个问题则是 发动机的噪声的控制 变缸可能引起了的不平衡可能会引起发动机噪声的增加 5 为了解决这个问题 上面提到过工程师们不仅利用了主动控制发动机支座技术 还利用了一种叫做 ANC 的技术 利用车内音响系统制造反向波来抑制噪声 通 过上述两种技术很好地解决了发动机的不平衡和噪声问题 当然这也主要是适 用六缸和八缸的可变气缸 而对于首次采用 4 缸发动机作为可变缸技术的大众 来说 这两个问题的解决并没有那么简单 4 缸发动机在进行变缸时就可能变 成了 2 缸 就类似于摩托车的发动机了 发动机的平衡能力非常差 由此引起 的噪声也是异常之大 其次便是发动机内部的热能分布问题 正常情况下 4 个缸都正常工作 进排气系统的温度都是均匀而稳定的 而采用变缸技术后 经常会有 2 个缸或 3 个缸停止点火 造成缸体内温度会骤然降低 容易产生局 部温度低于工作温度而造成热变形 从而会加剧气缸的摩擦 当然这些问题设 计师们一直在进行各种研究 相信不久以后 气缸的关闭技术将会更加完善 结束语 气缸关闭技术的提出以及应用已经有一段时间了 虽然这种技术的普及