【《发动机可变气门正时（VVT）系统技术发展研究的国内外文献综述》3600字】

发动机可变气门正时（VVT）系统技术发展研究的国内外文献综述1.1国内研究现状国内的可变气门系统发展起步相对来说较晚，到目前为止大多数还处于实验室阶段，还未能大规模的投入量产车型的使用，但目前国内也有许多发展很不错的实验室。例如天津大学周能辉、谢辉等人开发的HCCI/SI双模式汽油机全可变气门控制系统。该系统采用了分布式的控制方式，有效地简化了HCCI控制的复杂性，保证了控制系统的可靠性以及基于循环的实时性，可以实现进、排气门升程和正时相位等多个参数的独立自由可变。同时该系统还提出了基于神经元的全可变气门控制系统的自适应PID控制策略，并将其应用在了该系统的模式转换控制策略之中，实现了在模式过渡中对气门升程和相位的有效控制ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[3]。下图1.1为该系统的原理简图，该系统是由宝马公司所研究的可变气门正时系统和可变气门升程系统共同组成的。图1.SEQ图1.\*ARABIC1天津大学HCCI/SI双模式汽油机全可变气门系统原理简图吉林大学的张纪鹏和姜惠等人开发了一个由电液驱动的全可变气门正时机构，该系统里面选择了用常开电磁阀和常闭电磁阀一起来对气门进行控制，针对他们研究里面选用的发动机的有关性能参数，充分对气门的落座速度和运动加速度等问题进行了考虑，最后得出来的研究成果能够满足对2000r/min转速发动机的配气相位进行正时调节工作。下图1.2为该系统的原理图，如图所示，油泵将油导入蓄能器进行一个稳压，经过稳压后的液压油通过常闭电磁阀导入液压缸中。气门开启的时候，两个电磁阀将会同时进行工作，常闭电磁阀开启，而常开电磁阀关闭，液压油进入液压缸之中，推动着活塞将气门打开。当气门关闭的时候，两个电磁阀都将不再工作，液压缸内的液压油在气门复位弹簧的作用下回流至油箱，气门关闭ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[4]。图1.SEQ图1.\*ARABIC2电液驱动式全可变配气机构原理图上汽集团的技术中心则在前不久自主开发了国内首个两级智能可变气门升程系统，突破了一直以来国外对相关技术的封锁。在该项技术的开发之中，研究人员们以当下现有的需求作为导向，基于充分的理论论证以及技术储备之下，结合了许多相关的仿真分析，最终完成了该系统核心结构的设计。最终的设计成果有着结构紧凑、对周边系统影响很小、有利于更大程度上的实现零部件的通用化以及降低了开发成本等一系列优点。在主要目标系统的开发之外，该团队还开发了一种全新的可变气门升程电磁阀，相对于传统的电磁阀而言，这一款新产品具有响应速度快、安全性高等优点，最主要的是它具有自我诊断的功能，提高了该系统的整体电气化水平。在生产方面，该团队联系国内的供应商共同开发了一个新的加工工艺流程，完全掌握了属于我们自己的核心加工技术，在保证加工产品质量的前提之下，大大降低了产品的开发以及生产成本ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[5,6]。1.2国外研究现状目前国外对可变气门技术的研究已经十分成熟了，从最开始的造价昂贵、结构复杂、调节能力有限而且有关于气门正时和升程的多个参数中，仅有其中的某一个参数可以实现调节，到现在许多公司开发出了更加成熟的可变气门系统，如能同时改变进排气气门正时的DVVT技术、能同时改变气门正时和气门升程的全可变气门正时技术以及关于气门开闭的所有参数都可以进行控制的无凸轮可变气门正时技术。现在国外的各个汽车品牌量产的汽车搭载的可变气门技术里面，常见的有本田的AdvanceVTEC系统、丰田的VVTL-i系统和宝马公司的全可变气门控制系统。本田公司所采用的AdvanceVTEC系统是为了满足环保、节能以及高性能的要求，基于该公司原本的VTEC系统所开发出来的升级版可变气门系统。在原版本的VTEC系统之中，对于气门升程的控制模块，本田选择采用的是在凸轮轴上放置多个线型不同的凸轮，而不同的凸轮线型则可以满足各自相应的不同转速区间内对气门升程量大小的需求，其工作原理图如图1.3所示。在发动机处于中低速转速区间内的时候，不同的凸轮上配合的摇臂处于分离的状态，中间摇臂虽然也会被高速凸轮所带动，但不影响低速凸轮上摇臂的工作，此时高速凸轮等同于没有，在发动机达到某一特定转速时，控制摇臂的液压系统会通过一个小的活塞，将三个摇臂锁止保持同步运动，此时摇臂的工作主要通过中间凸轮来带动，而中间凸轮的凸轮线性决定了它的气门开启时间比中低速凸轮要长，开度也更大。整个发动机通过一个电磁阀控制的液压系统，使得发动机得以在不同的转速区间内通过不同的凸轮调整进气门工作的效率ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>魏玉</Author><Year>2013</Year><RecNum>14</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[7]</style></DisplayText><record><rec-number>14</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wz52p0wv5xxasevvzxxrx5nsespepx0fp22"timestamp="1622343596">14</key></foreign-keys><ref-typename="Unused1">40</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">魏玉</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">尹金楷</style></author></authors><secondary-authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">魏玉</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">尹金楷</style></author></secondary-authors></contributors><auth-address><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">三门峡职业技术学院</style><styleface="normal"font="default"size="100%">;</style></auth-address><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">本田汽车</style><styleface="normal"font="default"size="100%">I-VTEC</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">系统的分析与展望</style></title><secondary-title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">商丘职业技术学院学报</style></secondary-title></titles><periodical><full-title>商丘职业技术学院学报</full-title></periodical><pages>88-90</pages><volume>12</volume><number>02</number><keywords><keyword>可变配气相位</keyword><keyword>i-VTEC系统</keyword><keyword>气门控制</keyword><keyword>新一代I-VTEC</keyword></keywords><dates><year>2013</year></dates><isbn>1671-8127</isbn><call-num>41-1328/Z</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[7]。图1.SEQ图1.\*ARABIC3本田VTEC系统工作原理而在新开发的AdvanceVTEC系统中放弃了原本i-VTEC系统中在凸轮轴上放置高低速凸轮来改变气门工作参数的设计方案，取而代之的是一个包裹在凸轮轴上的升程调节套，如图1.4所示。该系统在工作过程中，发动机ECU通过不同的汽车工况确定所需要调整的配气相位以及气门升程大小，通过控制升程调节套的驱动机构调整调节套的位置到当前工况的最佳工作点位，与升程调节套相连的凸面摆块转轴以及凸面摆块滚子也以相同的转速同步转动，而在进气凸轮的驱动之下，凸面摆块滚子绕凸面转轴摆动，凸面摆块的凸面驱动着摇臂滚子，进而控制着气门以最佳的气门正时、升程开启ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>张国杰</Author><Year>2012</Year><RecNum>8</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[8]</style></DisplayText><record><rec-number>8</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wz52p0wv5xxasevvzxxrx5nsespepx0fp22"timestamp="1622095892">8</key></foreign-keys><ref-typename="Unused1">40</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">张国杰</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">朱余清</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">黄伟强</style></author></authors><secondary-authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">张国杰</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">朱余清</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">黄伟强</style></author></secondary-authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">本田下一代可变气门</style><styleface="normal"font="default"size="100%">AdvanceVTEC</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">技术</style></title><secondary-title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">汽车维修与保养</style></secondary-title></titles><periodical><full-title>汽车维修与保养</full-title></periodical><pages>50-51</pages><number>06</number><keywords><keyword>经济性</keyword><keyword>环保性</keyword><keyword>AdvanceVTEC</keyword><keyword>可变气门</keyword><keyword>下一代</keyword></keywords><dates><year>2012</year></dates><isbn>1008-3170</isbn><call-num>11-3940/U</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[8]。凸面摆块⑧凸轮⑨凸轮轴⑩升程调节套外壳⑪凸面摆块滚子⑫凸面摆块转轴⑬升程调节外壳轴套⑭升程调节套轴承孔⑮凸轮轴轴承孔⑯升程调节外壳紧固螺栓⑰凸面摆块转轴孔eq\o\ac(○,25)升程调节套外壳齿轮图1.SEQ图1.\*ARABIC4升程调节套示意图丰田公司目前市面上常见的的量产汽车中所搭载的可变气门技术基本上都是VVTL-i系统，而丰田公司的VVTL-i系统也是该公司原本的VVT-i系统的升级版。跟本田公司的VTEC系统不一样的是，丰田最初一代版本的VVT-i系统里面是没有配备气门升程这个方面的调节模块的，1997年开始商品化搭载在量产汽车里面的VVT-i系统只能单独的对气门正时这一项参数进行调节，所以VVTL-i这样一个系统的开发对于丰田公司可变气门这个方面的技术来说是一个极大的提升。丰田新的VVTL-i系统的构造部件相比于VVT-i而言并没有很大的改变，特殊之处就在于气门升程模块中的机油控制阀、凸轮轴以及摇臂。在新系统的气门升程控制模块中，凸轮轴上两种不同类型的凸轮，分别适应于不同的转速区间，摇臂则是控制凸轮轴转换的具体实施模块，来自机油控制阀的油压通往摇臂的油孔，将锁销顶至垫块的下方，垫块被锁销固定并与凸轮轴高速凸轮相衔接ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>陈新权</Author><Year>2008</Year><RecNum>9</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[9]</style></DisplayText><record><rec-number>9</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="9wz52p0wv5xxasevvzxxrx5nsespepx0fp22"timestamp="1622095892">9</key></foreign-keys><ref-typename="Unused1">40</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">陈新权</style></author></authors><secondary-authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">陈新权</style></author></secondary-authors></contributors><auth-address><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">浙江交通技师学院</style><styleface="normal"font="default"size="100%">;</style></auth-address><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">从</style><styleface="normal"font="default"size="100%">VVT-i</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">到</style><styleface="normal"font="default"size="100%">VVTL-i</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">与无凸轮控制技术</style><styleface="normal"font="Arial"size="100%">——</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">可变气门系统的设计原理与发展</style></title><secondary-title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">装备制造技术</style></secondary-title></titles><periodical><full-title>装备制造技术</full-title></periodical><pages>104-106</pages><number>10</number><keywords><keyword>凸轮控制</keyword><keyword>VVT-i</keyword><keyword>VVTL-i</keyword><keyword>无凸轮控制</keyword></keywords><dates><year>2008</year></dates><isbn>1672-545X</isbn><call-num>45-1320/TH</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[9]。如图1.5所示。图1.SEQ图1.\*ARABIC5VVTL-i系统的凸轮控制宝马的全可变气门控制系统主要是由他们公司过去已经开发成熟了的两个技术相互结合，进行一个互补构成的：一个是可变配气相位模块（双VANOS），另一个则是可变气门升程的调节技术，这两个技术进行一个统一之后，实现了宝马公司的全可变气门系统技术。市面上可以看到的可变配气相位系统基本上都没什么区别，基本上都是相位调节器和机油控制阀这两个部件构成的。这里主要对宝马公司的气门升程调节系统进行一个介绍，宝马公司的气门升程调节机构跟别的公司例如本田的VTEC很不一样。如图1.6所示，在宝马公司的气门升程调节模块里面，工程师们并没有选择像本田的VTEC系统那样，通过在凸轮轴上加装多个不同凸轮线性的凸轮，来实现气门升程的调节。宝马选择的是在凸轮轴的凸轮和摇臂之间加装一个中间摇杆，通过中间摇杆的作用改变凸轮轴与气门之间的运动规律来实现对气门升程的调节。中间摇杆的顶部位置会跟一个偏心凸轮相连接，中间部位通过一个滚轮与凸轮轴相连接，足部则与摇臂滚轮相连，在缸盖上面还加装有一个压紧弹簧，该弹簧的作用是保证中间摇杆始终与凸轮以及摇臂保持接触，中间摇杆的位置由凸轮轴和偏心凸轮同时控制。在偏心轴上还有一个扇形齿轮，该齿轮于伺服电机的齿杆一起组成一对蜗轮蜗杆机构，伺服电机通过蜗杆控制齿轮旋转，使偏心轴带动偏心凸轮转动，改变中间摇杆的旋转中心，由于摇杆的位置是由偏心凸轮的凸轮轴一同控制的，而凸轮轴的运动规律不变，所以偏心凸轮位置的改变就可以实现中间摇杆足部运动规律的改变，也就是气门升程的大小ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[10,11]。图1.SEQ图1.\*ARABIC6宝马可变气门升程机构示意图参考文献ADDINEN.REFLIST[1]2021年一季度新注册登记机动车966万辆创同期历史新高[EB/OL].l.[2]向明朗.关于汽车发动机可变气门正时技术的思考[J].时代汽车,2019:114-115+142.[3]周能辉,谢辉,张岩,等.汽油HCCI发动机HCCI/SI模式过渡控制的研究[J].拖拉机与农用运输车,2007:13-15.[4]张纪鹏,姜慧,张洪信,等.发动机排气门电液驱动可变配气相位机构的设计[J].内燃机工程,2008:34-37.[5]Dipl.-Ing.,Fh,Michael,etall.Th